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JP7531337B2 - Radiography system, control device, control method, and program - Google Patents
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JP7531337B2 - Radiography system, control device, control method, and program - Google Patents

Radiography system, control device, control method, and program Download PDF

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Description

本発明は、放射線撮影システム、制御装置、制御方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a radiation imaging system, a control device , a control method, and a program.

従来、骨粗鬆症の診断等のために骨中の骨塩定量を測定することが知られている。骨塩定量の測定の方法として、例えば、エネルギー分布の異なる2つのX線を用いて、軟組織と骨組織のX線吸収係数の違いから、骨密度を測定する手法であるDXA(Dual-energy X-ray Absorptiometry以下、「DXA法」)法が用いられている。 Conventionally, it is known to measure the quantity of bone mineral in bones for the diagnosis of osteoporosis, etc. One method for measuring bone mineral quantity is, for example, the DXA (Dual-energy X-ray Absorptiometry) method, which uses two X-rays with different energy distributions to measure bone density based on the difference in the X-ray absorption coefficients of soft tissue and bone tissue.

DXA法を用いた骨密度測定専用装置では、被検体の体格に依存した測定により、低エネルギーX線は検出値が大幅に減少する問題が生じ、高エネルギーX線は逆にX線が強すぎて黒つぶれしてしまう問題が生じ得る。この問題に対して、特許文献1では、体の厚い被検体の場合には、通常の体格の被検体の場合に比べて、低エネルギーX線に関する検出値が減少する対策として、被検体の体格に応じて一定周期で交互に照射されるファンビームにおいて、高エネルギーX線と低エネルギーX線の発生時間の比率をライン毎に制御する対策が提案されている。 In dedicated bone density measurement devices using DXA, the problem occurs that the detection value of low-energy X-rays is significantly reduced due to the measurement being dependent on the physique of the subject, while the high-energy X-rays can be too strong and cause blackouts. In response to this problem, Patent Document 1 proposes a measure to control the ratio of the generation time of high-energy X-rays and low-energy X-rays for each line in a fan beam that is irradiated alternately at a constant cycle according to the physique of the subject, as a measure to reduce the detection value of low-energy X-rays in the case of a thick subject compared to a subject of normal physique.

特開2009-131564号公報JP 2009-131564 A

一方で、DXA法での骨密度測定を一般撮影用の放射線撮影システムで実現可能としようとする試みも始まっている。この場合、一般撮影用のX線システムでは、骨密度測定専用装置のように、被検体の体格に応じて一定周期で交互に照射される高エネルギーX線と低エネルギーX線の発生時間の比率を制御することは困難であり、線量不足や過剰線量による放射線撮影を抑制するため、露出制御をした放射線撮影が必要とされる。また、照射するX線ビームも、一般撮影用の放射線撮影システムではファンビームではなく、コーンビームで1度に平面を同時に撮影する方式を使用する必要がある。 Meanwhile, attempts are being made to make it possible to measure bone density using DXA with radiography systems for general radiography. In this case, it is difficult for a general X-ray system to control the ratio of the time that high-energy X-rays and low-energy X-rays are emitted alternately at a fixed interval according to the subject's build, as can be done with devices dedicated to bone density measurement, and exposure-controlled radiography is required to prevent radiography due to insufficient or excessive doses. In addition, for the X-ray beam emitted by a general radiography system, a cone beam is used, rather than a fan beam, and a method is required to simultaneously image a plane at once.

本発明は、上記の従来技術を鑑み、一般撮影用の放射線撮影システムで、露出制御された放射線に基づいて取得された複数の放射線画像を用いて、被検体を構成する物質の物質量を取得することが可能な放射線撮影技術の提供を目的とする。 In view of the above-mentioned conventional techniques, the present invention aims to provide a radiography technique that can obtain the quantity of a substance that constitutes a subject using multiple radiography images acquired based on exposure-controlled radiation in a general radiography system.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る放射線撮影システムは、
撮影条件として設定された異なる管電圧に応じて異なるエネルギーの放射線を発生する放射線発生手段と、
前記異なるエネルギーの放射線を検出する放射線検出手段と
記放射線の照射量と、前記撮影条件に応じて算出した前記放射線の露出目標値との比較に基づいて、前記放射線発生手段による前記放射線の発生を制御する露出制御手段と、
を備える放射線撮影システムであって、
先に実施した放射線撮影により照射された放射線の照射量が露出目標値に到達する前に、照射スイッチの解除により放射線の照射が停止した場合、
前記露出制御手段は、後に実施する他方の放射線撮影の露出目標値であって、前記先に実施した放射線撮影の露出目標値とは異なる露出目標値を、前記先に実施した放射線撮影の開始から前記照射スイッチの解除により放射線の照射が停止されるまでの撮影時間と、他方の管電圧情報とに基づいて設定する
In order to achieve the above object, a radiation imaging system according to one aspect of the present invention comprises:
a radiation generating means for generating radiation having different energies in response to different tube voltages set as imaging conditions;
a radiation detection means for detecting radiation of different energies ;
an exposure control means for controlling generation of the radiation by the radiation generating means based on a comparison between an irradiation amount of the radiation and a target exposure value of the radiation calculated according to the imaging conditions;
A radiation imaging system comprising:
If the radiation exposure is stopped by releasing the exposure switch before the radiation exposure amount from the previous radiography reaches the exposure target value,
The exposure control means sets an exposure target value for the other radiography to be performed later, which is different from the exposure target value for the previously performed radiography, based on the radiography time from the start of the previously performed radiography to the stop of radiation irradiation by releasing the irradiation switch, and on the other tube voltage information .

本発明によれば、一般撮影用の放射線撮影システムで、露出制御された放射線に基づいて取得された複数の放射線画像を用いて、被検体を構成する物質の物質量を取得することが可能な放射線撮影技術を提供することができる。 The present invention provides a radiography technique that can obtain the quantity of material constituting a subject using multiple radiography images acquired based on exposure-controlled radiation in a general radiography system.

本発明によれば、一般撮影用の放射線撮影システムで取得された複数の放射線画像を用いて、被検体を構成する物質の物質量を取得する場合(例えば、骨密度測定を実施する場合)でも、線量不足や過剰線量による放射線撮影を抑制することが可能になる。 According to the present invention, even when obtaining the quantity of material constituting a subject (e.g., when performing bone density measurement) using multiple radiation images obtained by a general radiation imaging system, it is possible to prevent radiation imaging due to insufficient or excessive dose.

第1実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation imaging system according to a first embodiment. 第1実施形態に係る処理フロー1の処理を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining processing of processing flow 1 according to the first embodiment. 第1実施形態に係る処理フロー2の処理を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining processing of a processing flow 2 according to the first embodiment. 第2実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation imaging system according to a second embodiment. 第2実施形態に係る処理フロー3の処理を説明する図。FIG. 13 is a diagram for explaining processing in a processing flow 3 according to the second embodiment. 第3実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation imaging system according to a third embodiment. 第3実施形態に係る放射線エネルギー発生方式を説明する図。13A to 13C are diagrams for explaining a radiation energy generating method according to a third embodiment. 第1実施形態に係る自動露出算出方法の例を示す図。5A to 5C are diagrams showing an example of an automatic exposure calculation method according to the first embodiment.

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although the embodiments describe multiple features, not all of these multiple features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used for the same or similar configurations, and duplicate explanations are omitted.

[第1実施形態]
放射線撮影システムの概略構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る放射線撮影システム10の概略構成を示す図である。放射線撮影システム10は、放射線発生部101と、制御装置11と、放射線検出器12とを備えている。
[First embodiment]
(Outline of the radiography system)
1 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation imaging system 10 according to a first embodiment of the present invention. The radiation imaging system 10 includes a radiation generation unit 101, a control device 11, and a radiation detector 12.

放射線発生部101は、放射線を発生させる放射線管を具備しており、被検体である患者に対して放射線100を照射する。放射線発生部101は、放射線検出器12に向けて、コーンビーム型の放射線100を照射する。 The radiation generating unit 101 is equipped with a radiation tube that generates radiation, and irradiates a patient, who is a subject, with radiation 100. The radiation generating unit 101 irradiates cone beam radiation 100 toward the radiation detector 12.

放射線検出器12は、平面検出器(FPD)として構成され、放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出する照射量検出部105と、放射線100に基づいた放射線分布情報(放射線画像データ)を取得する放射線撮影部102とを有する。 The radiation detector 12 is configured as a flat panel detector (FPD) and has an exposure dose detection unit 105 that detects the exposure dose of radiation 100 emitted from the radiation generation unit 101, and a radiography unit 102 that acquires radiation distribution information (radiation image data) based on the radiation 100.

放射線撮影部102は、放射線発生部101から照射されたコーンビーム型の放射線100を一括で検出し、入射光に応じた信号を出力する画素が、アレイ状(二次元の領域)に配置されている。各画素の光電変換素子は蛍光体により変換された光を電気信号である画像信号に変換し、画像信号にとして出力する。このように、放射線撮影部102は被検体を透過した放射線を検出して、画像信号(放射線画像データ)を取得するように構成されている。 The radiography unit 102 detects the cone beam radiation 100 emitted from the radiation generation unit 101 all at once, and has pixels arranged in an array (two-dimensional area) that output signals according to the incident light. The photoelectric conversion element of each pixel converts the light converted by the phosphor into an image signal, which is an electrical signal, and outputs the image signal. In this way, the radiography unit 102 is configured to detect the radiation that has passed through the subject and obtain an image signal (radiation image data).

照射量検出部105は、放射線撮影部102の撮影領域内において、撮影用の画素とは別に特定領域内に照射量検出用の複数の検出素子を有し、特定領域内における積算照射量を検出(監視)する。照射量検出部105は、検出した照射量を制御装置11(露出制御部106)に送信する。 The irradiation amount detection unit 105 has multiple detection elements for detecting the irradiation amount in a specific area within the imaging area of the radiation imaging unit 102, separate from the pixels for imaging, and detects (monitors) the cumulative irradiation amount in the specific area. The irradiation amount detection unit 105 transmits the detected irradiation amount to the control device 11 (exposure control unit 106).

放射線撮影部102は、放射線発生部101から照射された異なるエネルギーの放射線(低エネルギーの放射線、高エネルギーの放射線)に基づいて、低エネルギーの放射線による放射線分布情報(X)と高エネルギーの放射線による放射線分布情報(X)を取得する。ここで、低エネルギーの放射線分布情報(X)が低エネルギー放射線画像になる。また、高エネルギーの放射線分布情報(X)が高エネルギー放射線画像になる。放射線撮影部102は、取得した放射線分布情報(低エネルギー放射線画像、高エネルギー放射線画像)を制御装置11(測定量演算部103)に送信する。 The radiography unit 102 acquires radiation distribution information (X L ) due to low-energy radiation and radiation distribution information (X H ) due to high-energy radiation based on radiation of different energies (low-energy radiation, high-energy radiation) irradiated from the radiation generation unit 101. Here, the low-energy radiation distribution information (X L ) becomes a low-energy radiation image. Also, the high-energy radiation distribution information (X H ) becomes a high-energy radiation image. The radiography unit 102 transmits the acquired radiation distribution information (low-energy radiation image, high-energy radiation image) to the control device 11 (measurement quantity calculation unit 103).

制御装置11は、放射線撮影部102で取得された放射線分布情報に基づいた演算処理や、照射量検出部105で検出された照射量に基づいて放射線発生部101の動作を制御する。 The control device 11 controls the operation of the radiation generating unit 101 based on calculation processing based on the radiation distribution information acquired by the radiography unit 102 and the dose detected by the dose detection unit 105.

制御装置11は、ハードウェア構成として、制御装置11の動作を統括的に制御するCPUと、ハードディスク装置やRAMやROM等により実現される記憶部、外部との通信を司る通信I/F(インタフェース)部を備えており、制御装置11は、通信I/F部を介して、放射線発生部101及び放射線検出器12と通信可能に接続されている。また、通信I/F(インタフェース)部は、ネットワークを介して、RIS(放射線部門内情報システム)、PACS(画像サーバ)、HIS(院内情報システム)と接続されており、放射線画像データや被検体である患者情報等を送受信することができる。 The hardware configuration of the control device 11 includes a CPU that controls the overall operation of the control device 11, a storage unit realized by a hard disk drive, RAM, ROM, etc., and a communication I/F (interface) unit that manages communication with the outside world, and the control device 11 is communicatively connected to the radiation generation unit 101 and the radiation detector 12 via the communication I/F unit. The communication I/F (interface) unit is also connected to the RIS (radiology department information system), PACS (image server), and HIS (hospital information system) via a network, and can send and receive radiation image data, patient information on the subject, etc.

記憶部は、例えば、CPUがコンピュータプログラム等を用いた処理を行う際に必要な各種のデータや各種の情報等が記憶されている。また、記憶部には、例えば、CPUがコンピュータプログラム等を用いた処理を行うことにより得られた各種のデータや各種の情報等が記憶される。 The storage unit stores, for example, various data and various information required when the CPU performs processing using a computer program, etc. The storage unit also stores, for example, various data and various information obtained when the CPU performs processing using a computer program, etc.

記憶部のRAM(書込み可能メモリ)は、CPUの主メモリ、ワークエリア等として機能する。CPUは、処理の実行に際して、ハードディスク装置やROMから必要なコンピュータプログラムや基本データ等をRAMにロードし、コンピュータプログラム等を実行することで、制御装置11における各種の機能動作を実現する。 The RAM (writable memory) of the storage unit functions as the CPU's main memory, work area, etc. When executing processing, the CPU loads the necessary computer programs, basic data, etc. from the hard disk device or ROM into the RAM, and executes the computer programs, etc., thereby realizing various functional operations of the control device 11.

制御装置11は、機能構成として、測定量演算部103、撮影条件取得部104、露出制御部106を備えている。各機能構成は、CPUがコンピュータプログラムをRAMに展開して実行することで実現される。制御装置11の各機能ブロックはあくまでも一例であり、制御装置11は、さらなる機能ブロックを含む構成としてもよい。 The control device 11 has, as its functional components, a measurement amount calculation unit 103, a shooting condition acquisition unit 104, and an exposure control unit 106. Each functional component is realized by the CPU expanding a computer program into the RAM and executing it. Each functional block of the control device 11 is merely an example, and the control device 11 may be configured to include further functional blocks.

また、制御装置11の機能構成(測定量演算部103、撮影条件取得部104、露出制御部106)を、放射線検出器12の内部に設けてもよい。 Furthermore, the functional configuration of the control device 11 (measurement quantity calculation unit 103, shooting condition acquisition unit 104, exposure control unit 106) may be provided inside the radiation detector 12.

(放射線撮影システム10の処理フロー1)
図2は、制御装置11が、放射線撮影システム10の動作を制御する処理の流れを説明するフローチャートである。図2の各ステップは、制御装置11のCPUがコンピュータプログラムに基づき放射線撮影システム10を制御することにより実行される。
(Processing flow 1 of the radiation imaging system 10)
2 is a flowchart illustrating a process flow in which the control device 11 controls the operation of the radiation imaging system 10. Each step in FIG. 2 is executed by the CPU of the control device 11 controlling the radiation imaging system 10 based on a computer program.

本実施形態に係る放射線撮影システム10は、異なる放射線エネルギーにより取得した複数の放射線画像データを用いて被検体を構成する複数の物質(例えば、軟部組織と骨部組織)に分離した物質画像(例えば、軟部組織画像および骨部組織画像)を取得し、取得した物質画像に基づいた画像処理の実行により、骨部組織における物質量として骨密度(骨塩定量の値)を取得することが可能である。 The radiography system 10 according to this embodiment uses multiple radiation image data acquired with different radiation energies to acquire material images (e.g., soft tissue images and bone tissue images) separated into multiple materials (e.g., soft tissue and bone tissue) that make up the subject, and is capable of acquiring bone density (bone mineral quantification value) as the amount of material in the bone tissue by performing image processing based on the acquired material images.

放射線発生部101は、撮影条件に応じて高エネルギー放射線と低エネルギー放射線の2種類の放射線100を発生する。放射線発生部101は、例えば、管電圧を切り替える方式とフィルタを放射線管の前に配置することでエネルギーを切り替えることにより、2種類の放射線100を発生させて被検体に放射線100を照射することが可能である。 The radiation generating unit 101 generates two types of radiation 100, high energy radiation and low energy radiation, depending on the imaging conditions. The radiation generating unit 101 can generate two types of radiation 100 and irradiate the subject with the radiation 100, for example, by switching the tube voltage and by placing a filter in front of the radiation tube to switch the energy.

撮影条件として、例えば、高エネルギーの放射線を発生させる管電圧(管電圧情報)としてE1(kV)が設定され、低エネルギーの放射線を発生させる管電圧(管電圧情報)として、E1よりも低いE2(kV)が設定される。尚、撮影条件は、管電圧に限られず、管電流であってもよい。また、管電圧や管電流は、被検体の体格、年齢、性別、撮影部位や、エネルギーサブトラクションで分離する物質の種類に応じて予め設定しておくことも可能である。以下の実施形態では、撮影条件の例として、管電圧に基づいて、異なるエネルギーの放射線を発生する例について説明する。放射線発生部101は、撮影条件として設定された異なる管電圧に応じて、低エネルギーの放射線と、低エネルギーの放射線に比べて高いエネルギーレベルを有する高エネルギーの放射線とを発生する。 As the imaging conditions, for example, E1 (kV) is set as the tube voltage (tube voltage information) that generates high-energy radiation, and E2 (kV) lower than E1 is set as the tube voltage (tube voltage information) that generates low-energy radiation. The imaging conditions are not limited to the tube voltage, and may be the tube current. The tube voltage and tube current may be set in advance according to the subject's physique, age, sex, imaging site, and the type of material to be separated by energy subtraction. In the following embodiment, an example of generating radiation of different energies based on the tube voltage will be described as an example of the imaging conditions. The radiation generating unit 101 generates low-energy radiation and high-energy radiation having a higher energy level than the low-energy radiation according to the different tube voltages set as the imaging conditions.

S101において、撮影条件取得部104は、撮影条件として、高エネルギーの放射線と低エネルギーの放射線を放射線発生部101で発生させるための複数の管電圧(管電圧情報:E1、E2)を取得し、取得した複数の管電圧(管電圧情報)を露出制御部106に伝達する。 In S101, the imaging condition acquisition unit 104 acquires, as imaging conditions, multiple tube voltages (tube voltage information: E1, E2) for generating high-energy radiation and low-energy radiation in the radiation generation unit 101, and transmits the acquired multiple tube voltages (tube voltage information) to the exposure control unit 106.

S102において、露出制御部106は、撮影条件取得部104から取得した複数の管電圧(管電圧情報:E1、E2)に基づいて、低エネルギーの放射線に基づいた放射線撮影及び高エネルギーの放射線に基づいた放射線撮影のそれぞれについて、自動露出目標値を算出する。 In S102, the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value for each of radiography based on low-energy radiation and radiography based on high-energy radiation, based on the multiple tube voltages (tube voltage information: E1, E2) acquired from the imaging condition acquisition unit 104.

次に、S103で、制御装置11は低エネルギー撮影を実施する。まず、制御装置11の露出制御部106は、通信I/F(インタフェース)部を介した通信により、複数の管電圧情報を放射線発生部101に設定し、放射線発生部101を制御して低エネルギーの放射線を発生させる。放射線発生部101は、低エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報(E2)に基づいて、放射線100を発生させて、被検体である患者に対して放射線100を照射する。 Next, in S103, the control device 11 performs low-energy imaging. First, the exposure control unit 106 of the control device 11 sets multiple pieces of tube voltage information in the radiation generation unit 101 by communication via the communication I/F (interface) unit, and controls the radiation generation unit 101 to generate low-energy radiation. The radiation generation unit 101 generates radiation 100 based on tube voltage information (E2) for generating low-energy radiation, and irradiates the radiation 100 to a patient, who is the subject.

低エネルギー撮影において、照射量検出部105は放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出し、放射線撮影部102は低エネルギーの放射線100に基づいた放射線分布情報(X)を取得し、放射線検出器12内にサンプリングホールドする。 In low-energy imaging, the exposure detection unit 105 detects the exposure dose of radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101, and the radiation imaging unit 102 acquires radiation distribution information (X L ) based on the low-energy radiation 100 and samples and holds it in the radiation detector 12.

S104では、照射量検出部105は、低エネルギー撮影において、放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出(監視)し、検出した放射線100の照射量の累積情報を、露出制御部106に送信する。 In S104, the irradiation amount detection unit 105 detects (monitors) the irradiation amount of radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101 during low-energy imaging, and transmits cumulative information on the detected irradiation amount of radiation 100 to the exposure control unit 106.

露出制御部106は、放射線の照射量と、撮影条件に応じて算出した放射線の自動露出目標値との比較に基づいて、放射線発生部101による放射線の発生を制御する。具体的には、露出制御部106は、照射量検出部105から送信された低エネルギーの放射線100の照射量の累積情報を取得し、照射量がS102で算出した低エネルギーの放射線撮影の自動露出目標値(低エネルギー撮影の自動露出目標値)に到達したか判定する。照射量が低エネルギー撮影の自動露出目標値に到達した場合、露出制御部106は、放射線発生部101に放射線100の照射を止めるように指示する。一方、照射量が自動露出目標値に到達していない場合、露出制御部106は、照射を継続するよう放射線発生部101に指示する。 The exposure control unit 106 controls the generation of radiation by the radiation generation unit 101 based on a comparison between the radiation dose and the automatic exposure target value of radiation calculated according to the imaging conditions. Specifically, the exposure control unit 106 acquires cumulative information on the dose of low-energy radiation 100 transmitted from the dose detection unit 105, and determines whether the dose has reached the automatic exposure target value for low-energy radiation imaging (automatic exposure target value for low-energy imaging) calculated in S102. If the dose has reached the automatic exposure target value for low-energy imaging, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to stop irradiating radiation 100. On the other hand, if the dose has not reached the automatic exposure target value, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to continue irradiation.

放射線100の照射が停止されると、放射線検出器12内にサンプリングホールドされた放射線分布情報(X)は読出し可能になり、放射線撮影部102は低エネルギーの放射線100に基づいて取得した放射線分布情報(X)を測定量演算部103に送信する。 When the irradiation of the radiation 100 is stopped, the radiation distribution information (X L ) sampled and held in the radiation detector 12 becomes readable, and the radiography unit 102 transmits the radiation distribution information (X L ) acquired based on the low-energy radiation 100 to the measurement quantity calculation unit 103.

なお、照射量検出部105が放射線100の照射量を検出(監視)する検出領域は、関心物(例えば、骨組織)に領域が相当するように設定され、高エネルギーの放射線の照射と低エネルギーの放射線の照射とで同じ検出領域が設定される。 The detection area in which the dose detection unit 105 detects (monitors) the dose of radiation 100 is set to correspond to the object of interest (e.g., bone tissue), and the same detection area is set for irradiation with high-energy radiation and irradiation with low-energy radiation.

次に、S105において、制御装置11は高エネルギー撮影を実施する。制御装置11は、通信I/F(インタフェース)部を介した通信により管電圧情報を放射線発生部101に設定し、放射線発生部101を制御して高エネルギーの放射線を発生させる。放射線発生部101は、高エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報(E1)に基づいて、放射線100を発生させて、被検体である患者に対して放射線100を照射する。 Next, in S105, the control device 11 performs high-energy imaging. The control device 11 sets tube voltage information in the radiation generation unit 101 by communication via a communication I/F (interface) unit, and controls the radiation generation unit 101 to generate high-energy radiation. The radiation generation unit 101 generates radiation 100 based on tube voltage information (E1) for generating high-energy radiation, and irradiates the radiation 100 to a patient, who is the subject.

照射量検出部105は放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出し、放射線撮影部102は高エネルギーの放射線100に基づいた放射線分布情報(X)を取得し、放射線検出器12内にサンプリングホールドする。 The dose detection unit 105 detects the dose of radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101 , and the radiography unit 102 acquires radiation distribution information (X H ) based on the high-energy radiation 100 and samples and holds it in the radiation detector 12 .

S106では、照射量検出部105は、高エネルギー撮影において、放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出(監視)し、検出した放射線100の照射量の累積情報を、露出制御部106に送信する。露出制御部106は、照射量検出部105から送信された高エネルギーの放射線100の照射量の累積情報を取得し、照射量がS102で算出した高エネルギーの放射線撮影の自動露出目標値(高エネルギーの自動露出目標値)に到達したか判定する。照射量が高エネルギー撮影の自動露出目標値に到達した場合、露出制御部106は、放射線発生部101に放射線100の照射を止めるように指示する。一方、照射量が自動露出目標値に到達していない場合、露出制御部106は、照射を継続するよう放射線発生部101に指示する。 In S106, the irradiation amount detection unit 105 detects (monitors) the irradiation amount of the radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101 in high-energy imaging, and transmits cumulative information on the detected irradiation amount of the radiation 100 to the exposure control unit 106. The exposure control unit 106 acquires the cumulative information on the irradiation amount of the high-energy radiation 100 transmitted from the irradiation amount detection unit 105, and determines whether the irradiation amount has reached the automatic exposure target value (high-energy automatic exposure target value) for high-energy radiation imaging calculated in S102. If the irradiation amount has reached the automatic exposure target value for high-energy imaging, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to stop irradiating the radiation 100. On the other hand, if the irradiation amount has not reached the automatic exposure target value, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to continue irradiation.

放射線100の照射が停止されると、放射線検出器12内にサンプリングホールドされた放射線分布情報(X)は読出し可能になり、放射線撮影部102は高エネルギーの放射線100に基づいて取得した放射線分布情報(X)を測定量演算部103に送信する。 When the irradiation of the radiation 100 is stopped, the radiation distribution information ( XH ) sampled and held in the radiation detector 12 becomes readable, and the radiography unit 102 transmits the radiation distribution information ( XH ) acquired based on the high-energy radiation 100 to the measurement quantity calculation unit 103.

S107において、測定量演算部103は、露出制御部106により制御された放射線発生部101からの放射線に基づいて取得された複数の放射線画像を用いて、被検体を構成する物質の物質量を演算する。具体的には、測定量演算部103は、低エネルギーの放射線に基づいて取得された放射線分布情報(X)と高エネルギーの放射線に基づいて取得された放射線分布情報(X)と、各物質の放射線吸収係数(例えば、線減弱係数、または、質量減弱係数)に基づいて、被検体内の骨に関する測定量を算出する。すなわち、測定量演算部103は、低エネルギーの放射線分布情報(X)と高エネルギーの放射線分布情報(X)と、高エネルギーと低エネルギーにおける各物質の放射線吸収係数(例えば、線減弱係数、または、質量減弱係数)を用いた連立方程式を解くことにより、被検体を構成する物質(軟部組織と骨部組織)に分離した物質画像(例えば、軟部組織画像および骨部組織画像)を取得する。 In S107, the measurement amount calculation unit 103 calculates the amount of material of the material constituting the subject, using a plurality of radiation images acquired based on radiation from the radiation generation unit 101 controlled by the exposure control unit 106. Specifically, the measurement amount calculation unit 103 calculates the measurement amount related to the bones in the subject, based on the radiation distribution information (X L ) acquired based on low-energy radiation, the radiation distribution information (X H ) acquired based on high-energy radiation, and the radiation absorption coefficients (e.g., linear attenuation coefficients or mass attenuation coefficients) of each material. That is, the measurement amount calculation unit 103 solves simultaneous equations using the low-energy radiation distribution information (X L ) and the high-energy radiation distribution information (X H ), and the radiation absorption coefficients (e.g., linear attenuation coefficients or mass attenuation coefficients) of each material at high and low energy, to acquire material images (e.g., soft tissue images and bone tissue images) separated into the materials (soft tissue and bone tissue) constituting the subject.

物質画像とは、被検体を特定の2以上の物質で表した場合に、その物質の厚さ又は密度で構成された2以上の画像に分離した画像をいう。各物質の放射線吸収係数として線減弱係数を用いた場合には、物質画像として、各物質の厚さの分布を示す画像を取得することができる。また、放射線吸収係数として質量減弱係数を用いた場合には、物質画像として、各物質の密度の分布を示す画像を取得することができる。測定量演算部103は、物質画像(骨部組織画像)に基づいた画像処理により、骨塩量(BMC)及び骨密度(BMD)を取得することができる。 A material image is an image in which a subject is represented by two or more specific materials and separated into two or more images composed of the thickness or density of the materials. When the linear attenuation coefficient is used as the radiation absorption coefficient of each material, an image showing the distribution of the thickness of each material can be obtained as a material image. When the mass attenuation coefficient is used as the radiation absorption coefficient, an image showing the distribution of the density of each material can be obtained as a material image. The measurement quantity calculation unit 103 can obtain bone mineral content (BMC) and bone mineral density (BMD) by image processing based on the material image (bone tissue image).

(放射線撮影システム10の処理フロー2)
図3は、制御装置11が、放射線撮影システム10の動作を制御する処理の流れを説明するフローチャートである。図2と同様の処理については同一符号を付している。図3の各ステップは、制御装置11のCPUがコンピュータプログラムに基づき放射線撮影システム10を制御することにより実行される。
(Processing flow 2 of the radiation imaging system 10)
Fig. 3 is a flowchart for explaining the flow of processing by the control device 11 to control the operation of the radiation imaging system 10. The same processes as those in Fig. 2 are denoted by the same reference numerals. Each step in Fig. 3 is executed by the CPU of the control device 11 controlling the radiation imaging system 10 based on a computer program.

S101において、撮影条件取得部104は、撮影条件として、高エネルギーの放射線と低エネルギーの放射線を放射線発生部101で発生させるための複数の管電圧(管電圧情報:E1、E2)を取得し、取得した複数の管電圧(管電圧情報)を露出制御部106に伝達する。 In S101, the imaging condition acquisition unit 104 acquires, as imaging conditions, multiple tube voltages (tube voltage information: E1, E2) for generating high-energy radiation and low-energy radiation in the radiation generation unit 101, and transmits the acquired multiple tube voltages (tube voltage information) to the exposure control unit 106.

S201で、露出制御部106は、撮影条件取得部104から取得した、高エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報(E1)、及び低エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報(E2)のうち、いずれか一方の管電圧情報に基づいて、先に実施する一方の放射線撮影における自動露出目標値を算出する。すなわち、露出制御部106は、複数の管電圧情報(E1、E2)のうち、いずれか一方の管電圧情報に基づいて、高エネルギー撮影及び低エネルギー撮影のうち、先に実施する一方の放射線撮影における自動露出目標値を算出する。 In S201, the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value for one of the radiography operations to be performed first based on one of the tube voltage information (E1) for generating high-energy radiation and the tube voltage information (E2) for generating low-energy radiation, which are acquired from the imaging condition acquisition unit 104. That is, the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value for one of the radiography operations to be performed first, either the high-energy imaging or the low-energy imaging, based on one of the multiple pieces of tube voltage information (E1, E2).

本処理フローでは、露出制御部106は、低エネルギーの放射線を発生させる管電圧情報(E2)に基づいて、低エネルギーの放射線に基づいた放射線撮影について、自動露出目標値を算出する。そして、後述するS202で、低エネルギーの露出結果と高エネルギーの管電圧情報(E1)とに基づいて、高エネルギーの自動露出目標値を算出する例を説明する。高エネルギーの自動露出目標値の算出処理において、低エネルギーの露出結果が反映されている点で、図2の処理(S102)と相違する。 In this processing flow, the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value for radiography based on low-energy radiation, based on tube voltage information (E2) that generates low-energy radiation. Then, in S202 described later, an example is described in which a high-energy automatic exposure target value is calculated based on the low-energy exposure result and high-energy tube voltage information (E1). This process differs from the process (S102) in FIG. 2 in that the low-energy exposure result is reflected in the calculation process of the high-energy automatic exposure target value.

なお、放射線撮影システムの処理フロー2は、この例に限定されず、S201で、先に実施する一方の放射線撮影を高エネルギー撮影とすることも可能である。この場合、S201で、露出制御部106は、高エネルギーの放射線を発生させる管電圧情報(E1)に基づいて自動露出目標値を算出する。そして、後述するS202で、露出制御部106は、高エネルギーの露出結果と低エネルギーの管電圧情報(E2)とに基づいて、低エネルギーの自動露出目標値を算出することも可能である。 Note that the process flow 2 of the radiation imaging system is not limited to this example, and in S201, it is also possible to set one of the radiation imaging operations to be performed first as high-energy imaging. In this case, in S201, the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value based on tube voltage information (E1) that generates high-energy radiation. Then, in S202 described later, the exposure control unit 106 can also calculate a low-energy automatic exposure target value based on the high-energy exposure result and low-energy tube voltage information (E2).

S103で、制御装置11は低エネルギー撮影を実施する。制御装置11の露出制御部106は、通信I/F(インタフェース)部を介した通信により、管電圧情報(E2)を放射線発生部101に設定し、放射線発生部101を制御して低エネルギーの放射線を発生させる。放射線発生部101は、低エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報(E2)に基づいて、放射線100を発生させて、被検体である患者に対して放射線100を照射する。 In S103, the control device 11 performs low-energy imaging. The exposure control unit 106 of the control device 11 sets tube voltage information (E2) in the radiation generation unit 101 by communication via the communication I/F (interface) unit, and controls the radiation generation unit 101 to generate low-energy radiation. The radiation generation unit 101 generates radiation 100 based on the tube voltage information (E2) for generating low-energy radiation, and irradiates the radiation 100 to the patient, who is the subject.

低エネルギー撮影において、照射量検出部105は放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出し、放射線撮影部102は低エネルギーの放射線100に基づいた放射線分布情報(X)を取得し、放射線検出器12内にサンプリングホールドする。 In low-energy imaging, the exposure detection unit 105 detects the exposure dose of radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101, and the radiation imaging unit 102 acquires radiation distribution information (X L ) based on the low-energy radiation 100 and samples and holds it in the radiation detector 12.

S104では、照射量検出部105は、低エネルギー撮影において、放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出(監視)し、検出した放射線100の照射量の累積情報を、露出制御部106に送信する。露出制御部106は、照射量検出部105から送信された低エネルギーの放射線100の照射量の累積情報を取得し、照射量がS102で算出した低エネルギーの放射線撮影の自動露出目標値(低エネルギー撮影の自動露出目標値)に到達したか判定する。照射量が低エネルギー撮影の自動露出目標値に到達した場合、露出制御部106は、放射線発生部101に放射線100の照射を止めるように指示する。一方、照射量が自動露出目標値に到達していない場合、露出制御部106は、照射を継続するよう放射線発生部101に指示する。 In S104, the irradiation amount detection unit 105 detects (monitors) the irradiation amount of the radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101 in low-energy imaging, and transmits cumulative information on the detected irradiation amount of the radiation 100 to the exposure control unit 106. The exposure control unit 106 acquires the cumulative information on the irradiation amount of the low-energy radiation 100 transmitted from the irradiation amount detection unit 105, and determines whether the irradiation amount has reached the automatic exposure target value for low-energy radiation imaging (automatic exposure target value for low-energy imaging) calculated in S102. If the irradiation amount has reached the automatic exposure target value for low-energy imaging, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to stop irradiating the radiation 100. On the other hand, if the irradiation amount has not reached the automatic exposure target value, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to continue irradiation.

放射線100の照射が停止されると、放射線検出器12内にサンプリングホールドされた放射線分布情報(X)は読出し可能になり、放射線撮影部102は低エネルギーの放射線100に基づいて取得した放射線分布情報(X)を測定量演算部103に送信する。 When the irradiation of the radiation 100 is stopped, the radiation distribution information (X L ) sampled and held in the radiation detector 12 becomes readable, and the radiography unit 102 transmits the radiation distribution information (X L ) acquired based on the low-energy radiation 100 to the measurement quantity calculation unit 103.

S202において、露出制御部106は、先に実施した放射線撮影における露出結果(低エネルギーの露出結果)と、他方の管電圧情報(高エネルギーの管電圧情報(E1)とに基づいて、後に実施する他方の放射線撮影(高エネルギー撮影)における露出目標値を算出する。すなわち、露出制御部106は、低エネルギーの放射線100に基づいて取得した放射線分布情報(X)(低エネルギーの露出結果)と、高エネルギーの管電圧情報(E1)とに基づいて、高エネルギー撮影の自動露出目標値を算出する。 In S202, the exposure control unit 106 calculates an exposure target value for the other radiography (high-energy radiography) to be performed later, based on the exposure result (low-energy exposure result) in the previously performed radiography and the other tube voltage information (high-energy tube voltage information (E1). That is, the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value for high-energy radiography, based on the radiation distribution information (X L ) (low-energy exposure result) acquired based on the low-energy radiation 100, and the high-energy tube voltage information (E1).

高エネルギー撮影の自動露出目標値の算出方法として、露出制御部106は、例えば、低エネルギー放射線の自動露出の撮影時間と高エネルギー放射線による撮影時間とが同じになるように高エネルギー側の目標値を算出することが可能である。 As a method of calculating the automatic exposure target value for high-energy imaging, the exposure control unit 106 can calculate the target value on the high-energy side so that the automatic exposure imaging time for low-energy radiation is the same as the imaging time for high-energy radiation, for example.

また、露出制御部106は、図8(A)、(B)に示す処理により、自動露出目標値を算出することも可能である。高エネルギー撮影の自動露出目標値の算出方法として、図8(A)のように、まず、低エネルギー撮影を実施する。露出制御部106は、低エネルギーの放射線に関する検出値(放射線カウント数)が適切になるように自動露出で低エネルギー撮影を実施して低エネルギーの放射線分布情報(X:図8(A)の左に示す管電圧情報E2に基づく放射線分布情報)を取得する。そして、露出制御部106は、低エネルギーの放射線分布情報(X)に対して、差分放射線分布情報(サブトラクション画像に必要な放射線カウント数の放射線分布情報)を加算した後に適切な検出値を示す高エネルギーの放射線分布情報(X)となるように、必要な差分放射線分布情報を自動露出目標値として算出する。露出制御部106は、種々の管電圧情報ごとに、放射線カウント数と放射線エネルギーの関係における放射線分布情報を予め保持しておき、設定された管電圧情報について、露出制御部106は、エネルギーサブトラクション後に適切な検出値を示す高エネルギーの放射線分布情報(X:図8(A)の右に示す管電圧情報E1に基づく放射線分布情報)となるように、必要な差分放射線分布情報(サブトラクション画像に必要な放射線カウント数の放射線分布情報)を自動露出目標値として算出することも可能である。この場合、低エネルギー撮影の露出結果と、高エネルギーの管電圧情報(E1)に基づく放射線分布情報とに基づいて、高エネルギー撮影における自動露出目標値を算出することが可能となる。 The exposure control unit 106 can also calculate the automatic exposure target value by the processes shown in Fig. 8(A) and (B). As a method of calculating the automatic exposure target value for high-energy imaging, first, low-energy imaging is performed as shown in Fig. 8(A). The exposure control unit 106 performs low-energy imaging with automatic exposure so that the detection value (radiation count number) related to low-energy radiation becomes appropriate, and acquires low-energy radiation distribution information (X L : radiation distribution information based on tube voltage information E2 shown on the left of Fig. 8(A)). Then, the exposure control unit 106 calculates the necessary differential radiation distribution information as the automatic exposure target value so that the high-energy radiation distribution information (X H ) showing an appropriate detection value is obtained after adding differential radiation distribution information (radiation distribution information of the radiation count number required for the subtraction image) to the low-energy radiation distribution information (X L ). The exposure control unit 106 stores in advance radiation distribution information regarding the relationship between radiation count number and radiation energy for each of various types of tube voltage information, and for the set tube voltage information, the exposure control unit 106 can calculate the necessary differential radiation distribution information (radiation distribution information of the radiation count number required for the subtraction image) as an automatic exposure target value so as to obtain high-energy radiation distribution information that exhibits an appropriate detection value after energy subtraction ( XH : radiation distribution information based on tube voltage information E1 shown on the right of FIG. 8(A)). In this case, it is possible to calculate the automatic exposure target value for high-energy imaging based on the exposure result of low-energy imaging and the radiation distribution information based on high-energy tube voltage information (E1).

処理フロー2(図8(A))の例では、低エネルギー撮影を先に実施する例を説明したが、処理フロー2(図8(A))の例とは逆に、先に高エネルギー撮影を実施して、高エネルギー撮影の露出結果と、低エネルギーの管電圧情報(E2)に基づく放射線分布情報とに基づいて、低エネルギー撮影における自動露出目標値を算出することも可能である。 In the example of process flow 2 (FIG. 8(A)), an example in which low-energy imaging is performed first has been described, but it is also possible to perform high-energy imaging first, in contrast to the example of process flow 2 (FIG. 8(A)), and calculate the automatic exposure target value for low-energy imaging based on the exposure result of the high-energy imaging and radiation distribution information based on the low-energy tube voltage information (E2).

この場合、低エネルギー撮影の自動露出目標値の算出方法として、図8(B)のように、まず、高エネルギー撮影を実施する。露出制御部106は、高エネルギーの放射線に関する検出値(放射線カウント数)が適切になるように自動露出で高エネルギー撮影を実施して高エネルギーの放射線分布情報(X:図8(B)の左に示す管電圧情報E1に基づく放射線分布情報)を取得する。そして、露出制御部106は、高エネルギーの放射線分布情報(X)に対して、差分放射線分布情報(サブトラクション画像に必要な放射線カウント数の放射線分布情報)を減算した後に適切な検出値を示す低エネルギーの放射線分布情報(X)となるように、必要な差分放射線分布情報を自動露出目標値として算出する。露出制御部106は、種々の管電圧情報ごとに、放射線カウント数と放射線エネルギーの関係における放射線分布情報を予め保持しておき、設定された管電圧情報について、露出制御部106は、エネルギーサブトラクション後に適切な検出値を示す低エネルギーの放射線分布情報(X:図8(B)の右に示す管電圧情報E2に基づく放射線分布情報)となるように、必要な差分放射線分布情報(サブトラクション画像に必要な放射線カウント数の放射線分布情報)を自動露出目標値として算出することも可能である。 In this case, as a method of calculating an automatic exposure target value for low-energy imaging, first, high-energy imaging is performed as shown in Fig. 8(B). The exposure control unit 106 performs high-energy imaging with automatic exposure so that the detection value (radiation count number) for high-energy radiation becomes appropriate, and acquires high-energy radiation distribution information ( XH : radiation distribution information based on tube voltage information E1 shown on the left of Fig. 8(B)). Then, the exposure control unit 106 calculates the necessary differential radiation distribution information as the automatic exposure target value so that the low-energy radiation distribution information ( XL ) exhibits an appropriate detection value after subtracting differential radiation distribution information (radiation distribution information of the radiation count number required for the subtraction image) from the high-energy radiation distribution information ( XH ). The exposure control unit 106 stores in advance radiation distribution information regarding the relationship between radiation count number and radiation energy for each of various types of tube voltage information, and for the set tube voltage information, the exposure control unit 106 is also able to calculate the required differential radiation distribution information (radiation distribution information of the radiation count number required for the subtraction image) as an automatic exposure target value so as to obtain low-energy radiation distribution information that exhibits an appropriate detection value after energy subtraction (X L : radiation distribution information based on tube voltage information E2 shown on the right of FIG. 8(B)).

低エネルギー撮影を先に実施する場合は、被検体の体が厚い場合に、通常の体格の被検体の場合に比べて、低エネルギー放射線に関する検出値が減少する問題を解消でき、さらに高エネルギー側の線量を抑えることが可能である。一方、高エネルギー撮影を先に実施する場合は、線量過多よる被曝量増大や線量過多による黒つぶれを防止することができる。 When low-energy imaging is performed first, the problem of a decrease in the detection value of low-energy radiation in cases where the subject is thicker than in cases where the subject is of normal build can be eliminated, and the dose on the high-energy side can be reduced. On the other hand, when high-energy imaging is performed first, it is possible to prevent an increase in radiation exposure due to excessive dose and blackout due to excessive dose.

そして、S105において、制御装置11は高エネルギー撮影を実施する。制御装置11は、通信I/F(インタフェース)部を介した通信により管電圧情報(E1)を放射線発生部101に設定し、放射線発生部101を制御して高エネルギーの放射線を発生させる。放射線発生部101は、高エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報(E1)に基づいて、放射線100を発生させて、被検体である患者に対して放射線100を照射する。 Then, in S105, the control device 11 performs high-energy imaging. The control device 11 sets tube voltage information (E1) in the radiation generation unit 101 by communication via the communication I/F (interface) unit, and controls the radiation generation unit 101 to generate high-energy radiation. The radiation generation unit 101 generates radiation 100 based on the tube voltage information (E1) for generating high-energy radiation, and irradiates the radiation 100 to a patient, who is the subject.

照射量検出部105は放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出し、放射線撮影部102は高エネルギーの放射線100に基づいた放射線分布情報(X)を取得し、放射線検出器12内にサンプリングホールドする。 The dose detection unit 105 detects the dose of radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101 , and the radiography unit 102 acquires radiation distribution information (X H ) based on the high-energy radiation 100 and samples and holds it in the radiation detector 12 .

S106では、照射量検出部105は、高エネルギー撮影において、放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出(監視)し、検出した放射線100の照射量の累積情報を、露出制御部106に送信する。露出制御部106は、照射量検出部105から送信された高エネルギーの放射線100の照射量の累積情報を取得し、照射量がS102で算出した高エネルギーの放射線撮影の自動露出目標値(高エネルギーの自動露出目標値)に到達したか判定する。照射量が高エネルギー撮影の自動露出目標値に到達した場合、露出制御部106は、放射線発生部101に放射線100の照射を止めるように指示する。一方、照射量が自動露出目標値に到達していない場合、露出制御部106は、照射を継続するよう放射線発生部101に指示する。 In S106, the irradiation amount detection unit 105 detects (monitors) the irradiation amount of the radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101 in high-energy imaging, and transmits cumulative information on the detected irradiation amount of the radiation 100 to the exposure control unit 106. The exposure control unit 106 acquires the cumulative information on the irradiation amount of the high-energy radiation 100 transmitted from the irradiation amount detection unit 105, and determines whether the irradiation amount has reached the automatic exposure target value (high-energy automatic exposure target value) for high-energy radiation imaging calculated in S102. If the irradiation amount has reached the automatic exposure target value for high-energy imaging, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to stop irradiating the radiation 100. On the other hand, if the irradiation amount has not reached the automatic exposure target value, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to continue irradiation.

放射線100の照射が停止されると、放射線検出器12内にサンプリングホールドされた放射線分布情報(X)は読出し可能になり、放射線撮影部102は高エネルギーの放射線100に基づいて生成した放射線分布情報(X)を測定量演算部103に送信する。 When the irradiation of the radiation 100 is stopped, the radiation distribution information ( XH ) sampled and held in the radiation detector 12 becomes readable, and the radiography unit 102 transmits the radiation distribution information ( XH ) generated based on the high-energy radiation 100 to the measurement quantity calculation unit 103.

S107において、測定量演算部103は、低エネルギーの放射線に基づいて取得された放射線分布情報(X)と高エネルギーの放射線に基づいて取得された放射線分布情報(X)と、各物質の放射線吸収係数(例えば、線減弱係数、または、質量減弱係数)に基づいて、被検体内の骨に関する測定量を算出する。 In S107, the measurement quantity calculation unit 103 calculates measurement quantities related to the bones in the subject based on the radiation distribution information (X L ) acquired based on the low-energy radiation and the radiation distribution information (X H ) acquired based on the high-energy radiation, and the radiation absorption coefficients (e.g., linear attenuation coefficients or mass attenuation coefficients) of each material.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る放射線撮影システム10の概略構成を説明する。図4は、第2実施形態に係る放射線撮影システム10の概略構成を示す図である。図4では、図1で説明した放射線撮影システム10の構成と同一の構成要素については、同一の参照番号を付している。図4では、制御装置11が照射停止情報取得部201を有する点で図1の放射線撮影システム10と相違している。照射停止情報取得部201は、他の機能構成と同様に、制御装置11のCPUがコンピュータプログラムをRAMに展開して実行することで実現される。また、制御装置11の機能構成(測定量演算部103、撮影条件取得部104、露出制御部106、照射停止情報取得部201)を、放射線検出器12の内部に設けてもよい。
[Second embodiment]
Next, a schematic configuration of a radiation imaging system 10 according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the radiation imaging system 10 according to the second embodiment. In FIG. 4, the same components as those in the radiation imaging system 10 described in FIG. 1 are given the same reference numerals. In FIG. 4, the control device 11 is different from the radiation imaging system 10 in FIG. 1 in that it has an irradiation stop information acquisition unit 201. The irradiation stop information acquisition unit 201 is realized by the CPU of the control device 11 expanding a computer program in the RAM and executing it, as with other functional configurations. In addition, the functional configuration of the control device 11 (measurement amount calculation unit 103, imaging condition acquisition unit 104, exposure control unit 106, and irradiation stop information acquisition unit 201) may be provided inside the radiation detector 12.

(放射線撮影システム10の処理フロー3)
図5は、制御装置11が、放射線撮影システム10の動作を制御する処理の流れを説明するフローチャートである。図2(処理フロー1)及び図3(処理フロー2)と同様の処理については同一符号を付している。図5の各ステップは、制御装置11のCPUがコンピュータプログラムに基づき放射線撮影システム10を制御することにより実行される。S101~S103までの処理は図3の処理フロー2と同様である。
(Processing flow 3 of the radiation imaging system 10)
Fig. 5 is a flow chart for explaining the flow of processing in which the control device 11 controls the operation of the radiation imaging system 10. The same processes as those in Fig. 2 (process flow 1) and Fig. 3 (process flow 2) are denoted by the same reference numerals. Each step in Fig. 5 is executed by the CPU of the control device 11 controlling the radiation imaging system 10 based on a computer program. The processing from S101 to S103 is the same as that in process flow 2 in Fig. 3.

S101において、撮影条件取得部104は、撮影条件として、高エネルギーの放射線と低エネルギーの放射線を放射線発生部101で発生させるための複数の管電圧(管電圧情報:E1、E2)を取得する。 In S101, the imaging condition acquisition unit 104 acquires, as imaging conditions, multiple tube voltages (tube voltage information: E1, E2) for generating high-energy radiation and low-energy radiation in the radiation generation unit 101.

S201で、露出制御部106は、撮影条件取得部104から取得した、複数の管電圧情報(E1、E2)のうち、いずれか一方の管電圧情報に基づいて、高エネルギー撮影及び低エネルギー撮影のうち、先に実施する一方の放射線撮影における自動露出目標値を算出する。本処理フローでは、露出制御部106は、低エネルギーの放射線を発生させる管電圧情報(E2)に基づいて、低エネルギーの放射線に基づいた放射線撮影について、自動露出目標値を算出する。 In S201, the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value for one of the high-energy and low-energy radiography to be performed first, based on one of the multiple pieces of tube voltage information (E1, E2) acquired from the imaging condition acquisition unit 104. In this processing flow, the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value for radiography based on low-energy radiation, based on tube voltage information (E2) that generates low-energy radiation.

S103で、制御装置11は低エネルギー撮影を実施する。制御装置11の露出制御部106は、通信I/F(インタフェース)部を介した通信により、管電圧情報(E2)を放射線発生部101に設定し、放射線発生部101を制御して低エネルギーの放射線を発生させる。制御装置11のCPUは、低エネルギー撮影が開始されると、内部のタイマーを用いて低エネルギー放射線による撮影時間を計測する。 In S103, the control device 11 performs low-energy imaging. The exposure control unit 106 of the control device 11 sets tube voltage information (E2) in the radiation generation unit 101 by communication via the communication I/F (interface) unit, and controls the radiation generation unit 101 to generate low-energy radiation. When low-energy imaging is started, the CPU of the control device 11 uses an internal timer to measure the imaging time using low-energy radiation.

S301で、露出制御部106は、低エネルギー撮影により照射された放射線の照射量が低エネルギーの自動露出目標値に到達したか、自動露出目標値に到達前に、照射スイッチが解除されたかを監視し、どちらで放射線の照射が停止したかを判定する。S301の判定で、低エネルギー撮影により照射された放射線の照射量が低エネルギーの自動露出目標値に到達した場合(S301-自動露出)、処理はS202に進められる。S202の処理は、図3の処理フロー2と同様であり、露出制御部106は、低エネルギーの放射線100に基づいて取得した放射線分布情報(X)(低エネルギーの露出結果)と高エネルギーの管電圧情報(E1)とに基づいて、高エネルギーの自動露出目標値を算出する。 In S301, the exposure control unit 106 monitors whether the amount of radiation irradiated by low-energy imaging has reached the automatic exposure target value for low energy or whether the irradiation switch has been released before the automatic exposure target value has been reached, and determines whether radiation irradiation has stopped at either point. If it is determined in S301 that the amount of radiation irradiated by low-energy imaging has reached the automatic exposure target value for low energy (S301-automatic exposure), processing proceeds to S202. The processing in S202 is the same as in process flow 2 in Fig. 3, and the exposure control unit 106 calculates the automatic exposure target value for high energy based on radiation distribution information (X L ) (exposure result for low energy) acquired based on the low-energy radiation 100 and tube voltage information for high energy (E1).

一方、先に実施した放射線撮影(低エネルギー撮影)により照射された放射線の照射量が自動露出目標値に到達する前に、使用者の操作に基づいた照射スイッチの解除により放射線の照射が停止した場合(S301-照射スイッチ)、処理はS302に進められる。使用者が照射スイッチを解除すると、制御装置11のCPUは、内部のタイマーを用いた撮影時間の計測を終了する。 On the other hand, if the irradiation of radiation is stopped by releasing the irradiation switch based on the user's operation (S301-irradiation switch) before the dose of radiation irradiated in the previously performed radiography (low-energy radiography) reaches the automatic exposure target value, the process proceeds to S302. When the user releases the irradiation switch, the CPU of the control device 11 ends the measurement of the imaging time using the internal timer.

S302において、露出制御部106は、照射スイッチ解除により停止した低エネルギー撮影の結果を用いて、高エネルギー撮影の自動露出目標値を算出する。 In S302, the exposure control unit 106 calculates the automatic exposure target value for high-energy shooting using the results of the low-energy shooting that was stopped by releasing the exposure switch.

本ステップでは、照射停止情報取得部201は、CPUの内部のタイマーで計測された撮影時間を照射停止情報として取得し、取得した照射停止情報を露出制御部106に伝達する。ここで、照射停止情報は、先に実施した放射線撮影(低エネルギー撮影)の開始から照射スイッチの解除により放射線の照射が停止されるまでの撮影時間(低エネルギー放射線による撮影時間T1)を示す情報である。 In this step, the irradiation stop information acquisition unit 201 acquires the imaging time measured by the timer inside the CPU as irradiation stop information, and transmits the acquired irradiation stop information to the exposure control unit 106. Here, the irradiation stop information is information indicating the imaging time from the start of the previously performed radiation imaging (low energy imaging) to the end of the radiation irradiation by releasing the irradiation switch (imaging time T1 using low energy radiation).

そして、露出制御部106は、後に実施する他方の放射線撮影(高エネルギー撮影)の露出目標値を、照射停止情報(低エネルギー放射線による撮影時間T1)と、他方の管電圧情報(高エネルギーの管電圧情報(E1))とに基づいて、高エネルギー撮影における自動露出目標値(撮影時間)を算出する。 Then, the exposure control unit 106 calculates the automatic exposure target value (imaging time) for the other radiation imaging (high-energy imaging) to be performed later based on the irradiation stop information (imaging time T1 using low-energy radiation) and the other tube voltage information (high-energy tube voltage information (E1)).

露出制御部106は、高エネルギー撮影における自動露出目標値の算出方法として、例えば、先に実施した放射線撮影(低エネルギー撮影)における撮影時間(T1)と同じ撮影時間となるように、後に実施する他方の放射線撮影(高エネルギー撮影)における自動露出目標値(撮影時間)を算出することが可能である。露出制御部106は、例えば、撮影条件として設定されている自動露出時の撮影時間Trefを、低エネルギー撮影における撮影時間(T1)に基づいて短縮した撮影時間を設定することが可能である。 As a method of calculating the automatic exposure target value in high-energy imaging, the exposure control unit 106 can calculate the automatic exposure target value (imaging time) in the other radiography (high-energy imaging) to be performed later so that the imaging time is the same as the imaging time (T1) in the previously performed radiography (low-energy imaging). For example, the exposure control unit 106 can set an imaging time that is shorter than the imaging time Tref during automatic exposure set as an imaging condition based on the imaging time (T1) in low-energy imaging.

また、露出制御部106は、撮影時間が短縮(Tref-T1)された分の放射線のエネルギーを低減するように管電圧情報(E1)を補正することも可能である。また、露出制御部106は、撮影時間の補正と管電圧情報の補正とを組み合わせた補正を行うことも可能である。 The exposure control unit 106 can also correct the tube voltage information (E1) to reduce the radiation energy by the amount of the shortened imaging time (Tref-T1). The exposure control unit 106 can also perform a combined correction of the imaging time and the tube voltage information.

そして、S105において、制御装置11は高エネルギー撮影を実施する。制御装置11は、通信I/F(インタフェース)部を介した通信により管電圧情報(E1)を放射線発生部101に設定し、放射線発生部101を制御して高エネルギーの放射線を発生させる。放射線発生部101は、高エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報(E1)に基づいて、放射線100を発生させて、被検体である患者に対して放射線100を照射する。 Then, in S105, the control device 11 performs high-energy imaging. The control device 11 sets tube voltage information (E1) in the radiation generation unit 101 by communication via the communication I/F (interface) unit, and controls the radiation generation unit 101 to generate high-energy radiation. The radiation generation unit 101 generates radiation 100 based on the tube voltage information (E1) for generating high-energy radiation, and irradiates the radiation 100 to a patient, who is the subject.

S106では、照射量検出部105は、高エネルギー撮影において、放射線発生部101から照射された放射線100の照射量を検出(監視)し、検出した放射線100の照射量の累積情報を、露出制御部106に送信する。露出制御部106は、照射量検出部105から送信された高エネルギーの放射線100の照射量の情報を取得し、照射量がS102で算出した高エネルギーの放射線撮影の自動露出目標値(高エネルギーの自動露出目標値)に到達したか判定する。照射量が高エネルギー撮影の自動露出目標値に到達した場合、露出制御部106は、放射線発生部101に放射線100の照射を止めるように指示する。一方、照射量が自動露出目標値に到達していない場合、露出制御部106は、照射を継続するよう放射線発生部101に指示する。 In S106, the irradiation amount detection unit 105 detects (monitors) the irradiation amount of the radiation 100 irradiated from the radiation generation unit 101 in high-energy imaging, and transmits cumulative information on the detected irradiation amount of the radiation 100 to the exposure control unit 106. The exposure control unit 106 acquires the information on the irradiation amount of the high-energy radiation 100 transmitted from the irradiation amount detection unit 105, and determines whether the irradiation amount has reached the automatic exposure target value (high-energy automatic exposure target value) for high-energy radiation imaging calculated in S102. If the irradiation amount has reached the automatic exposure target value for high-energy imaging, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to stop irradiating the radiation 100. On the other hand, if the irradiation amount has not reached the automatic exposure target value, the exposure control unit 106 instructs the radiation generation unit 101 to continue irradiation.

放射線100の照射が停止されると、放射線検出器12内にサンプリングホールドされた放射線分布情報(X)は読出し可能になり、放射線撮影部102は高エネルギーの放射線100に基づいて生成した放射線分布情報(X)を測定量演算部103に送信する。 When the irradiation of the radiation 100 is stopped, the radiation distribution information ( XH ) sampled and held in the radiation detector 12 becomes readable, and the radiography unit 102 transmits the radiation distribution information ( XH ) generated based on the high-energy radiation 100 to the measurement quantity calculation unit 103.

S107において、測定量演算部103は、低エネルギーの放射線に基づいて取得された放射線分布情報(X)と高エネルギーの放射線に基づいて取得された放射線分布情報(X)と、各物質の放射線吸収係数(例えば、線減弱係数、または、質量減弱係数)に基づいて、被検体内の骨に関する測定量を算出する。 In S107, the measurement quantity calculation unit 103 calculates measurement quantities related to the bones in the subject based on the radiation distribution information (X L ) acquired based on the low-energy radiation and the radiation distribution information (X H ) acquired based on the high-energy radiation, and the radiation absorption coefficients (e.g., linear attenuation coefficients or mass attenuation coefficients) of each material.

なお、図5の処理フローでは、露出制御部106は、低エネルギーの放射線を発生させる管電圧情報(E2)に基づいて、低エネルギーの放射線に基づいた放射線撮影について、自動露出目標値を算出し、低エネルギー撮影を最初に実施する例を説明したが、放射線撮影システムの処理フローは、この例に限定されない。例えば、S201で、高エネルギーの放射線を発生させる管電圧情報(E1)に基づいて、高エネルギーの放射線に基づいた放射線撮影について自動露出目標値を算出し、高エネルギー撮影を最初に実施することも可能である。 In the process flow of FIG. 5, an example has been described in which the exposure control unit 106 calculates an automatic exposure target value for radiography based on low-energy radiation based on tube voltage information (E2) that generates low-energy radiation, and performs low-energy radiography first, but the process flow of the radiography system is not limited to this example. For example, in S201, it is also possible to calculate an automatic exposure target value for radiography based on high-energy radiation based on tube voltage information (E1) that generates high-energy radiation, and perform high-energy radiography first.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る放射線撮影システム10の概略構成を説明する。図6は、第3実施形態に係る放射線撮影システム10の概略構成を示す図である。図6では、図1及び図4で説明した放射線撮影システム10の構成と同一の構成要素については、同一の参照番号を付している。図6では、制御装置11が特性情報取得部301を有する点で図4の放射線撮影システム10と相違している。特性情報取得部301は、他の機能構成と同様に、制御装置11のCPUがコンピュータプログラムをRAMに展開して実行することで実現される。また、制御装置11の機能構成(測定量演算部103、撮影条件取得部104、露出制御部106、照射停止情報取得部201、特性情報取得部301)を、放射線検出器12の内部に設けてもよい。
[Third embodiment]
Next, a schematic configuration of a radiation imaging system 10 according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the radiation imaging system 10 according to the third embodiment. In FIG. 6, the same components as those in the radiation imaging system 10 described in FIG. 1 and FIG. 4 are given the same reference numerals. In FIG. 6, the control device 11 is different from the radiation imaging system 10 in FIG. 4 in that it has a characteristic information acquisition unit 301. The characteristic information acquisition unit 301 is realized by the CPU of the control device 11 expanding a computer program in the RAM and executing it, as with other functional configurations. In addition, the functional configuration of the control device 11 (measurement amount calculation unit 103, imaging condition acquisition unit 104, exposure control unit 106, irradiation stop information acquisition unit 201, characteristic information acquisition unit 301) may be provided inside the radiation detector 12.

特性情報取得部301は、放射線発生部101との通信または外部装置との通信により、放射線発生部101の複数のエネルギー発生方式により発生可能な放射線エネルギーの分布特性を示す特性情報を取得し、取得した特性情報を露出制御部106に情報を伝達する。露出制御部106は、管電圧などの撮影条件と特性情報とに基づいて、放射線の露出目標値を算出する。また、露出制御部106は、放射線発生部101を制御して、特性情報に基づいて選択したエネルギー発生方式で異なるエネルギーの放射線を発生させることが可能である。 The characteristic information acquisition unit 301 acquires characteristic information indicating the distribution characteristics of radiation energy that can be generated by the multiple energy generation methods of the radiation generation unit 101 through communication with the radiation generation unit 101 or communication with an external device, and transmits the acquired characteristic information to the exposure control unit 106. The exposure control unit 106 calculates a target exposure value for radiation based on the imaging conditions such as tube voltage and the characteristic information. In addition, the exposure control unit 106 can control the radiation generation unit 101 to generate radiation of different energies using an energy generation method selected based on the characteristic information.

図7は、放射線エネルギー発生方式を説明する図である。放射線スペクトル701、703は、低エネルギーの放射線を発生させる管電圧(管電圧情報:E2)に基づいた放射線スペクトルの分布を例示し、放射線スペクトル702、704は、高エネルギーの放射線を発生させる管電圧(管電圧情報:E1)に基づいた放射線スペクトルの分布を例示している。 Figure 7 is a diagram explaining the radiation energy generation method. Radiation spectra 701 and 703 exemplify the distribution of radiation spectra based on a tube voltage (tube voltage information: E2) that generates low-energy radiation, and radiation spectra 702 and 704 exemplify the distribution of radiation spectra based on a tube voltage (tube voltage information: E1) that generates high-energy radiation.

放射線エネルギー発生方式として、例えば、放射線発生部101の管電圧を切り替える方式(第1の発生方式)と、フィルタを放射線発生部101の放射線管の前に配置して、高エネルギー放射線と低エネルギー放射線とを切り替える方式(第2の発生方式)がある。 The radiation energy generation method includes, for example, a method of switching the tube voltage of the radiation generating unit 101 (first generation method), and a method of placing a filter in front of the radiation tube of the radiation generating unit 101 to switch between high-energy radiation and low-energy radiation (second generation method).

管電圧を切り替える方式(第1の発生方式)はビームハードニングを利用して放射線スペクトルを二色化する方法で、放射線管の管電圧を切り替えることによって、二種類のエネルギーの放射線スペクトルを得るものである。 The tube voltage switching method (first generation method) uses beam hardening to bichromatize the radiation spectrum, and obtains radiation spectra with two types of energy by switching the tube voltage of the radiation tube.

管電圧を切り替える方式(第1の発生方式)では、各エネルギーの減弱情報は時間的に分離されるため、例えば、図7(A)のように、低エネルギーの放射線スペクトル701と高エネルギーの放射線スペクトル702が重複するエネルギークロストークを発生させることはない。 In the method of switching the tube voltage (first generation method), the attenuation information for each energy is separated in time, so that, for example, energy crosstalk in which low-energy radiation spectrum 701 and high-energy radiation spectrum 702 overlap, as shown in Figure 7 (A), does not occur.

一方、フィルタを放射線管の前に配置して、放射線エネルギーを切り替える方式(第2の発生方式)は、例えば、K殻吸収端をもった吸収物質を用いて、白色放射線をろ過し、疑似的に放射線スペクトルを二色化する方法である。第2の発生方式は、例えば、図7(B)のような低エネルギーの放射線スペクトル703と高エネルギー放射線スペクトル704とが重複して、完全な二色化はできないためビームハードニングやエネルギークロストーク等による影響を考慮することが必要となる。 On the other hand, the method of placing a filter in front of the radiation tube and switching the radiation energy (second generation method) is a method of filtering white radiation using, for example, an absorbing substance with a K-shell absorption edge, and artificially bicoloring the radiation spectrum. With the second generation method, for example, the low-energy radiation spectrum 703 and the high-energy radiation spectrum 704 as shown in Figure 7 (B) overlap, and complete bicoloring is not possible, so it is necessary to consider the effects of beam hardening, energy crosstalk, etc.

一般的に、低エネルギーの放射線を発生させる管電圧(E2)と、高エネルギーの放射線を発生させる管電圧(E1)との管電圧差を大きくするほど、信号処理で得られる画像のSN比が向上する。一方で、低エネルギーの放射線の管電圧を下げすぎると、同じSN比を達成するために必要な被曝量が増加する傾向にある。 In general, the greater the difference in tube voltage between the tube voltage (E2) that generates low-energy radiation and the tube voltage (E1) that generates high-energy radiation, the better the signal-to-noise ratio of the image obtained by signal processing. On the other hand, if the tube voltage for low-energy radiation is lowered too much, the amount of exposure required to achieve the same signal-to-noise ratio tends to increase.

そのため、測定対象の物質として注目する物質のコントラストを強調するため、露出制御部106は、下限となる低エネルギーの管電圧(E2)を、放射線のスペクトルの平均エネルギー705、706に合わせて設定したり、管電圧(E2)に対して所定の管電圧差を有する高エネルギーの管電圧(E1)を設定することが可能である。 Therefore, in order to emphasize the contrast of a substance of interest as a substance to be measured, the exposure control unit 106 can set the lower limit low-energy tube voltage (E2) to match the average energy 705, 706 of the radiation spectrum, or set a high-energy tube voltage (E1) that has a predetermined tube voltage difference with respect to the tube voltage (E2).

すなわち、露出制御部106は、特性情報に基づいて選択した放射線エネルギー発生方式における放射線スペクトルの分布に合わせて、高エネルギーの放射線を発生させる管電圧(E1)及び低エネルギーの放射線を発生させる管電圧(E2)のうち、少なくともいずれか一方の管電圧を設定することが可能である。 In other words, the exposure control unit 106 can set at least one of the tube voltages (E1) that generates high-energy radiation and the tube voltage (E2) that generates low-energy radiation in accordance with the distribution of the radiation spectrum in the radiation energy generation method selected based on the characteristic information.

これにより、エネルギーサブトラクションにより取得した物質分離画像において、測定対象の物質として注目する物質(例えば骨組織)のコントラストを強調することができる。 This makes it possible to enhance the contrast of the substance of interest (e.g., bone tissue) as the measurement target in the material separation image obtained by energy subtraction.

本発明の各実施形態によれば、一般撮影用の放射線撮影システムで、露出制御された放射線に基づいて取得された複数の放射線画像を用いて、被検体を構成する物質の物質量を取得することが可能な放射線撮影技術を提供することができる。また、一般撮影用の放射線撮影システムで取得された複数の放射線画像を用いて、被検体を構成する物質の物質量を取得する場合(例えば、骨密度測定を実施する場合)でも、線量不足や過剰線量による放射線撮影を抑制することが可能になる。 According to each embodiment of the present invention, a radiography technique can be provided that can obtain the amount of a substance that constitutes a subject by using a plurality of radiographic images acquired based on exposure-controlled radiation in a radiography system for general radiography. In addition, even when obtaining the amount of a substance that constitutes a subject by using a plurality of radiographic images acquired in a radiography system for general radiography (e.g., when performing bone density measurement), it is possible to suppress radiography due to insufficient or excessive dose.

[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other embodiments]
The present invention can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. The present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) that implements one or more of the functions.

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are appended to disclose the scope of the invention.

10:放射線撮影システム,11:制御装置,12:放射線検出器,
101:放射線発生部,102:放射線撮影部、103:測定量演算部、
104:撮影条件取得部、105:照射量検出部、106:露出制御部、
201:照射停止情報取得部、301:特性情報取得部
10: Radiography system, 11: Control device, 12: Radiation detector,
101: radiation generating unit, 102: radiation imaging unit, 103: measurement amount calculation unit,
104: photography condition acquisition unit, 105: irradiation amount detection unit, 106: exposure control unit,
201: Irradiation stop information acquisition unit, 301: Characteristic information acquisition unit

Claims (19)

撮影条件として設定された異なる管電圧に応じて異なるエネルギーの放射線を発生する放射線発生手段と、
前記異なるエネルギーの放射線を検出する放射線検出手段と
記放射線の照射量と、前記撮影条件に応じて算出した前記放射線の露出目標値との比較に基づいて、前記放射線発生手段による前記放射線の発生を制御する露出制御手段と、
を備える放射線撮影システムであって、
先に実施した放射線撮影により照射された放射線の照射量が露出目標値に到達する前に、照射スイッチの解除により放射線の照射が停止した場合、
前記露出制御手段は、後に実施する他方の放射線撮影の露出目標値であって、前記先に実施した放射線撮影の露出目標値とは異なる露出目標値を、前記先に実施した放射線撮影の開始から前記照射スイッチの解除により放射線の照射が停止されるまでの撮影時間と、他方の管電圧情報とに基づいて設定する放射線撮影システム
a radiation generating means for generating radiation having different energies in response to different tube voltages set as imaging conditions;
a radiation detection means for detecting radiation of different energies ;
an exposure control means for controlling generation of the radiation by the radiation generating means based on a comparison between an irradiation amount of the radiation and a target exposure value of the radiation calculated according to the imaging conditions;
A radiation imaging system comprising:
If the radiation exposure is stopped by releasing the exposure switch before the radiation exposure amount from the previous radiography reaches the exposure target value,
the exposure control means sets a target exposure value for another radiography to be performed later, the target exposure value being different from the target exposure value for the previously performed radiography, based on the radiography time from the start of the previously performed radiography to the stop of radiation irradiation by the release of the irradiation switch, and on the other tube voltage information .
前記露出制御手段により制御された前記放射線発生手段からの前記放射線に基づいて取得された前記異なるエネルギーに対応する複数の放射線画像を用いて、被検体を構成する物質の物質量を演算する演算手段を更に備える請求項1に記載の放射線撮影システム。 The radiography system according to claim 1, further comprising a calculation means for calculating the amount of material of a material constituting a subject, using a plurality of radiation images corresponding to the different energies acquired based on the radiation from the radiation generating means controlled by the exposure control means. 前記演算手段は、前記被検体を構成する複数の物質について、それぞれ異なる放射線吸収係数と、前記複数の放射線画像とを用いた画像処理により、前記物質の物質量を取得する請求項2に記載の放射線撮影システム。 The radiography system according to claim 2, wherein the calculation means obtains the amounts of the substances for the multiple substances constituting the subject by image processing using different radiation absorption coefficients and the multiple radiation images. 前記演算手段は、前記被検体を構成する、軟部組織の放射線吸収係数と骨部組織の放射線吸収係数と前記複数の放射線画像とを用いた画像処理により、前記骨部組織の物質量として骨密度を取得する請求項2または3に記載の放射線撮影システム。 The radiography system according to claim 2 or 3, wherein the calculation means obtains bone density as the substance amount of the bone tissue by image processing using the radiation absorption coefficients of the soft tissue and the bone tissue constituting the subject and the multiple radiation images. 前記放射線発生手段は、前記撮影条件として設定された異なる管電圧に応じて、低エネルギーの放射線と、前記低エネルギーの放射線に比べて高いエネルギーレベルを有する高エネルギーの放射線とを発生し、
前記放射線検出手段は、前記低エネルギーの放射線と前記高エネルギーの放射線とに基づいた複数の放射線画像を取得する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線撮影システム。
the radiation generating means generates low-energy radiation and high-energy radiation having a higher energy level than the low-energy radiation in response to different tube voltages set as the imaging conditions;
5. The radiation imaging system according to claim 1, wherein the radiation detection means obtains a plurality of radiation images based on the low-energy radiation and the high-energy radiation.
前記撮影条件として、前記高エネルギーの放射線と前記低エネルギーの放射線とを前記放射線発生手段で発生させるための複数の管電圧情報を取得する取得手段を更に備え、
前記露出制御手段は、前記取得手段で取得された前記複数の管電圧情報を前記放射線発生手段に設定する請求項5に記載の放射線撮影システム。
an acquisition unit that acquires, as the imaging condition, a plurality of pieces of tube voltage information for generating the high-energy radiation and the low-energy radiation by the radiation generating unit;
The radiation imaging system according to claim 5 , wherein the exposure control means sets the plurality of pieces of tube voltage information acquired by the acquisition means in the radiation generation means.
前記露出制御手段は、前記取得手段から取得した、高エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報、及び低エネルギーの放射線を発生させるための管電圧情報のうち、いずれか一方の管電圧情報に基づいて、前記先に実施する一方の放射線撮影における露出目標値を算出する請求項6に記載の放射線撮影システム。 7. The radiation imaging system according to claim 6, wherein the exposure control means calculates an exposure target value for the first radiation imaging operation based on either one of tube voltage information for generating high-energy radiation and tube voltage information for generating low-energy radiation, both of which are acquired from the acquisition means. 前記露出制御手段は、前記先に実施した前記放射線撮影における露出結果と、前記他方の管電圧情報とに基づいて、前記後に実施する他方の放射線撮影における露出目標値を算出する請求項7に記載の放射線撮影システム。 8. The radiation imaging system according to claim 7, wherein the exposure control means calculates an exposure target value for the other radiation imaging to be performed later , based on an exposure result for the previously performed radiation imaging and the other tube voltage information. 前記先に実施した放射線撮影の開始から前記照射スイッチの解除により放射線の照射が停止されるまでの前記撮影時間を照射停止情報として取得する照射停止情報取得手段を更に備える請求項7または8に記載の放射線撮影システム。 9. The radiation imaging system according to claim 7, further comprising an irradiation stop information acquisition means for acquiring, as irradiation stop information, the imaging time from the start of the previously performed radiation imaging to the stop of the radiation irradiation by the release of the irradiation switch. 前記先に実施した放射線撮影により照射された放射線の照射量が露出目標値に到達する前に、前記照射スイッチの解除により放射線の照射が停止した場合、
前記露出制御手段は、前記先に実施した放射線撮影における撮影時間と同じ撮影時間となるように、前記後に実施する他方の放射線撮影の露出目標値を算出する請求項9に記載の放射線撮影システム。
When the irradiation of radiation is stopped by releasing the irradiation switch before the amount of irradiation of radiation irradiated in the previously performed radiography reaches the exposure target value,
10. The radiation imaging system according to claim 9, wherein the exposure control means calculates a target exposure value for the other radiation imaging to be performed later so that the imaging time of the other radiation imaging to be performed later is the same as the imaging time of the previously performed radiation imaging.
前記放射線の照射量を検出する照射量検出手段を更に備え、
前記照射量検出手段は、前記高エネルギーの放射線の照射と前記低エネルギーの放射線の照射とで同じ検出領域で、前記照射量を検出する請求項5乃至1のいずれか1項に記載の放射線撮影システム。
further comprising an irradiation amount detection means for detecting an irradiation amount of the radiation,
11. The radiation imaging system according to claim 5, wherein the irradiation amount detection means detects the irradiation amount in the same detection area for the irradiation of the high-energy radiation and the irradiation of the low-energy radiation.
前記放射線発生手段はコーンビーム型の放射線を発生し、
前記放射線検出手段は前記コーンビーム型の放射線を検出する請求項1乃至1のいずれか1項に記載の放射線撮影システム。
the radiation generating means generates cone beam radiation,
The radiation imaging system according to claim 1 , wherein the radiation detection means detects the cone beam type radiation.
前記放射線発生手段の複数のエネルギー発生方式により発生可能な放射線エネルギーの分布特性を示す特性情報を取得する特性情報取得手段を更に備え、
前記露出制御手段は、前記撮影条件と前記特性情報とに基づいて、前記放射線の露出目標値を算出する請求項1乃至1のいずれか1項に記載の放射線撮影システム。
a characteristic information acquiring unit that acquires characteristic information indicating a distribution characteristic of radiation energy that can be generated by a plurality of energy generation methods of the radiation generating unit,
The radiation imaging system according to claim 1 , wherein the exposure control means calculates a target exposure value of the radiation based on the imaging conditions and the characteristic information.
前記露出制御手段は、前記放射線発生手段を制御して、前記特性情報に基づいて選択したエネルギー発生方式で前記異なるエネルギーの放射線を発生させる請求項1に記載の放射線撮影システム。 The radiation imaging system according to claim 13 , wherein the exposure control means controls the radiation generating means to generate the radiation with the different energies by an energy generation method selected based on the characteristic information. 前記複数のエネルギー発生方式には、
前記放射線発生手段の管電圧を切り替える第1の発生方式と、
フィルタを前記放射線発生手段の放射線管の前に配置して、高エネルギーの放射線と前記高エネルギーの放射線に比べて低い低エネルギーの放射線とを切り替える第2の発生方式とが含まれる請求項1または1に記載の放射線撮影システム。
The plurality of energy generation methods include:
a first generation method for switching a tube voltage of the radiation generating means;
15. The radiation imaging system according to claim 13 or 14, further comprising a second generation method for switching between high energy radiation and low energy radiation lower than the high energy radiation by arranging a filter in front of a radiation tube of the radiation generating means.
前記露出制御手段は、前記特性情報に基づいて選択した放射線エネルギー発生方式における放射線スペクトルの分布に合わせて、高エネルギーの放射線を発生させる管電圧及び前記高エネルギーの放射線に比べて低い低エネルギーの放射線を発生させる管電圧のうち、少なくともいずれか一方の管電圧を設定する請求項1乃至1のいずれか1項に記載の放射線撮影システム。 The radiation imaging system according to any one of claims 13 to 15, wherein the exposure control means sets at least one of a tube voltage that generates high-energy radiation and a tube voltage that generates low-energy radiation lower than the high-energy radiation, in accordance with a distribution of the radiation spectrum in a radiation energy generation method selected based on the characteristic information . 撮影条件として設定された異なる管電圧に応じて発生された異なるエネルギーの放射線を検出する放射線検出手段を用いて得られた放射線の照射量と、前記撮影条件に応じて得られた前記放射線の露出目標値との比較に基づいて、前記撮影条件に応じて異なるエネルギーの放射線を発生する放射線発生手段による前記放射線の発生を制御する露出制御手段を備える制御装置であって、
先に実施した放射線撮影により照射された放射線の照射量が露出目標値に到達する前に、照射スイッチの解除により放射線の照射が停止した場合、
前記露出制御手段は、後に実施する他方の放射線撮影の露出目標値であって、前記先に実施した放射線撮影の露出目標値とは異なる露出目標値を、前記先に実施した放射線撮影の開始から前記照射スイッチの解除により放射線の照射が停止されるまでの撮影時間と、他方の管電圧情報とに基づいて設定する制御装置
a control device including an exposure control means for controlling generation of radiation by a radiation generating means for generating radiation of different energies according to an imaging condition, based on a comparison between an exposure amount of radiation obtained using a radiation detection means for detecting radiation of different energies generated according to different tube voltages set as an imaging condition and an exposure target value of the radiation obtained according to the imaging condition,
If the radiation exposure is stopped by releasing the exposure switch before the radiation exposure amount from the previous radiography reaches the exposure target value,
The exposure control means is a control device that sets an exposure target value for the other radiation imaging to be performed later, which is different from the exposure target value for the previously performed radiation imaging, based on the imaging time from the start of the previously performed radiation imaging to the stop of radiation irradiation by releasing the irradiation switch, and the other tube voltage information .
撮影条件として設定された異なる管電圧に応じて発生された異なるエネルギーの放射線を検出する放射線検出手段を用いて得られた放射線の照射量と、前記撮影条件に応じて得られた前記放射線の露出目標値との比較に基づいて、前記撮影条件に応じて異なるエネルギーの放射線を発生する放射線発生手段による前記放射線の発生を制御する露出制御工程を有する制御方法であって、
先に実施した放射線撮影により照射された放射線の照射量が露出目標値に到達する前に、照射スイッチの解除により放射線の照射が停止した場合、
前記露出制御工程では、後に実施する他方の放射線撮影の露出目標値であって、前記先に実施した放射線撮影の露出目標値とは異なる露出目標値を、前記先に実施した放射線撮影の開始から前記照射スイッチの解除により放射線の照射が停止されるまでの撮影時間と、他方の管電圧情報とに基づいて設定する制御方法
1. A control method comprising: an exposure control step of controlling generation of radiation by a radiation generating means for generating radiation of different energies according to an imaging condition, based on a comparison between an exposure amount of radiation obtained using a radiation detecting means for detecting radiation of different energies generated according to different tube voltages set as an imaging condition and an exposure target value of the radiation obtained according to the imaging condition, the control step comprising:
If the radiation exposure is stopped by releasing the exposure switch before the radiation exposure amount from the previous radiography reaches the exposure target value,
In the exposure control step, a target exposure value for the other radiography to be performed later, which is different from the target exposure value for the previously performed radiography, is set based on the radiography time from the start of the previously performed radiography to the stop of radiation irradiation by releasing the irradiation switch, and on the other tube voltage information .
コンピュータに、請求項18に記載の制御方法を実行させるプログラム。 A program for causing a computer to execute the control method according to claim 18 .
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