JP6851750B2 - 放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮影時における被写体の体動を検出する放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影方法、及びプログラムに関する。

近年、アモルファスシリコンや単結晶シリコンからなる固体撮像素子を二次元状に配列して構成し、放射線像の撮影を行う装置が実用化されている。このような放射線撮影装置は、体動などにより撮影中に被写体が動き、取得される放射線画像にボケが生じることで、画質劣化を招くことがある。特に、放射線の照射時間が長い撮影、呼吸器や心肺を含む撮影、及び小児の撮影を行う場合には、体動が生じやすい。

体動が起きると、撮影を行う技師が、撮影中の被写体の様子を観察し、取得した放射線画像を直ちに確認し、再撮影の要否を判定する。しかしながら、撮影室のモニタは解像度が低く、放射線画像が縮小表示される場合が多いため、表示された画像の体動を見逃す可能性がある。また、体動を詳細に調べるために縮小画像を拡大すると、技師の画像確認時間が増加する。このため、取得した放射線画像に基づいて体動を自動で検出する手法が提案されている。例えば、特許文献１のように、動画を撮影する際に同じポジショニングの被写体を複数回撮影し、取得した複数画像を比較することで、体動の有無を判定する技術がある。

特開２００７−８２９０７号公報

しかしながら、特許文献１の手法は、放射線画像を画像化する画素を用いて体動の有無を判定するため、複数回撮影することが必要である。したがって、リアルタイムに体動判定を行うことが困難である。

本発明の放射線撮影装置は、放射線を検出する第１の画素と、前記第１の画素より高いフレームレートで前記放射線を検出する第２の画素と、を含む検出手段と、前記放射線が被写体に照射されているときに前記第２の画素が検出した複数の放射線データを比較することにより、前記被写体の体動を検知する体動検知手段と、を備える。

本発明によれば、リアルタイムに体動判定を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る検出部における画素の配置を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る体動検知解析の詳細なフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る第２の画素の動作（体動がない場合）を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る第２の画素の動作（体動がある場合）を示す図である。 従来の第２の画素の動作（体動がある場合）を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るＲＯＩの設定を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下では、本発明の実施形態として、放射線の一種であるＸ線を用いて被写体の放射線画像データの撮影を行う放射線撮影装置に本発明を適用した場合について説明する。また、本発明においては、以下に説明する放射線撮影装置に限らず、例えば、他の放射線（例えば、α線、β線、γ線など）を用いて被写体の放射線画像データを撮影する放射線撮影装置に適用することも可能である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００の構成を示す図である。本実施形態に係る放射線撮影装置１００は、特に医療用として使用される。図１において、放射線照射部（放射線発生部）１０１は、放射線を発生させ、被写体Ｐに放射線を照射する。

放射線検出部（検出部）１０２は、放射線を検出する複数の画素を備え、放射線画像データを出力する第１の画素と、第１の画素より高いフレームレートで信号を読み出すことができる第２の画素（ＡＥＣ画素）とを含む。放射線検出部（検出部）１０２は、放射線を検出する第１の画素と、第１の画素より高いフレームレートで放射線を検出する第２の画素と、を含む。第１の画素は、被写体の放射線画像を生成するための放射線データを出力し、第２の画素は、被写体の体動を検知するための放射線データを出力する。

このように、第１の画素は、放射線を検出して放射線画像データを出力する画素である。つまり、第１の画素は、放射線画像を画像化するための画素である。第２の画素は、複数の放射線データを出力する画素であり、体動を検出するための画素である。

放射線検出部１０２は、被写体Ｐを透過して入射する放射線を検出し、放射線画像データを生成する。放射線照射部１０１は、放射線を発生する図示の放射線発生部（管球）と、放射線発生部において発生した放射線のビーム広がり角を規定するコリメータとにより構成される。

放射線制御部１０３は、放射線照射部１０１から照射される放射線の線量を制御する。放射線制御部１０３、データ出力部１０４、及び前処理回路１０５は、ＣＰＵバス１０８に接続されている。また、ＣＰＵバス１０８には、画像処理回路１０６、積算回路１０７、画像保存部１０９、比較回路１１０、判定回路１１１、放射線照射停止部１１２、ＣＰＵ１１３、メインメモリ１１４、操作パネル１１５、及び画像表示器１１６が接続されている。

メインメモリ１１４は、ＣＰＵ１１３での処理に必要な各種データなどを記憶し、ＣＰＵ１１３のワーキングメモリとしても機能する。ＣＰＵ１１３は、メインメモリ１１４を用いて、操作パネル１１５からの操作に従った装置全体の動作制御などを行う。操作パネル１１５を介して、ユーザからの撮影指示が入力されると、ＣＰＵ１１３により、撮影指示がデータ出力部１０４に伝達される。データ出力部１０４は、撮影指示を受けて、放射線照射部１０１と放射線検出部１０２を制御して放射線撮影を行う。

放射線撮影では、放射線照射部１０１が被写体Ｐに対して放射線を照射し、放射線検出部１０２により放射線画像信号が出力される。本実施形態で、被写体Ｐを人体とすると、人体の放射線画像が放射線検出部１０２から出力される。データ出力部１０４は、放射線検出部１０２から出力された放射線画像信号をデジタル信号に変換して放射線画像データとして前処理回路１０５に送る。

前処理回路１０５は、データ出力部１０４からの放射線画像データに対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理などの前処理を行う。前処理が行われた放射線画像データは、ＣＰＵ１１３の制御によって、メインメモリ１１４及び画像処理回路１０６に転送される。前処理回路１０５又は画像処理回路１０６は、画像生成部として機能し、放射線検出部（検出部）１０２により検出された放射線から、被写体Ｐの放射線画像を生成する。

データ出力部１０４は、従来の静止画読み出しだけでなく、図２に示すように２次元状に配置された第２の画素（ＡＥＣ画素）から、第１の画素より高フレームレートで放射線画像信号を読み出すこともできる。なお、図２に示す画素配置は一例であり、第２の画素の配置は、非対称な画素配置又は部分的に疎密がある画素配置であってもよい。

データ出力部１０４で取得された複数枚の画像は、画像保存部１０９においてそれぞれ保存される。保存された複数の画像は、必要に応じて、比較回路（体動検知部）１１０により後述する方法で比較される。比較回路（体動検知部）１１０は、放射線が被写体に照射されているときに第２の画素が検出した複数の放射線データを比較することにより、被写体Ｐの体動を検知する。

比較された結果を基に、判定回路１１１で閾値処理され、判定回路１１１が体動を検出した場合には、放射線照射停止部１１２が照射停止信号を出力し、放射線制御部１０３を介して、放射線照射部１０１からの放射線照射を停止させる。つまり、放射線照射停止部（停止部）１１２は、被写体Ｐの体動が検知された場合に、放射線の照射を停止させる。

図３は、本実施形態の動作フローチャートである。図３を用いて、本実施形態の動作フローを詳細に説明する。まず、ステップＳ３０１で放射線撮影を開始する。ステップＳ３０２で、ＡＥＣ画素の読み出し回数カウント（Ｎ）を初期化する。ステップＳ３０３において、データ出力部１０４は、放射線が照射中に、ＡＥＣ画素の信号を順次読み出す。読み出された信号は、画像保存部１０９に保存され、積算回路１０７によって各ＡＥＣ画素の出力を逐次積算していく。

ステップＳ３０４で、積算回路１０７により積算された特定領域の画素値平均が、ユーザの定めた所定の目標線量（目標値）に達しているか否かが、判定回路１１１で判断される。ステップＳ３０４において目標線量に達していた場合は、ステップＳ３０９に移行し、放射線照射停止部１１２から照射停止信号を放射線制御部１０３に送って放射線撮影を終了する。放射線照射停止部（停止部）１１２は、第２の画素により検出された複数の放射線データの積算値（加算値）が所定の目標値を超えたとき又は第２の画素の放射線の検出時間が所定の目標時間を経過したときに、放射線の照射を停止可能である。

ステップＳ３０４において目標線量に達していない場合は、ステップＳ３０５でＡＥＣ画素の読み出し回数カウント（Ｎ）をインクリメントする。その後、ステップＳ３０６で、ＡＥＣ画素の読み出し回数カウント（Ｎ）が予め設定されたＺ回以上であるかどうか判断し、Ｚ回未満であれば、体動検知解析を行うことなく、ステップＳ３０３に移行する。

Ｚは体動検知の解析方法によって任意に定められ、固定値でもよいし、ＡＥＣ画素出力平均のバラつきを解析して動的に定められてもよい。Ｚは最小で２を設定することが可能だが、管球の立ち上がりが不安定な場合には、初めの数回のＡＥＣ画素の出力が不安定なものとなるので、ＡＥＣ画素の出力の不安定に基づいて、Ｚが固定的又は動的に定められればよい。

このように、管球の立ち上がり時は管球から出力される放射線の線質も異なるので、ＡＥＣ画素の出力が安定するまで、１回からＺ−１回までのＡＥＣ画素の出力を体動検出に用いないほうが、体動検出精度が向上する。なお、後述するように、ＡＥＣ画素の出力の補正を行うことで、出力を一定に保つことも可能である。

ステップＳ３０６で、ＡＥＣ画素の読み出し回数カウント（Ｎ）がＺ回以上である場合は、ステップＳ３０７で、後述する方法で体動検知解析を行う。体動検知解析は、体動検出精度と解析速度によって、前処理回路１０５又は画像処理回路１０６で行われてもよい。

ステップＳ３０７，Ｓ３０８において、体動が検出された場合、ステップＳ３０９に移行し、ステップＳ３０４と同様の方法で、放射線撮影が終了する。この場合、後述する画像確認工程でユーザが体動を見逃すリスクを低減するために、体動を検出した旨を画像表示器１１６に表示させる。なお、体動検出の旨を通知する手段は、被写体Ｐに体動があったことがユーザに認識される手段であればよく、例えば、ＰＣや放射線検出部１０２が音声などを発してもよい。

ステップＳ３０７，Ｓ３０８において、体動が検出されなかった場合は、ステップＳ３０３に移行する。なお、本実施形態では、ＡＥＣ画素を用いて、関心領域の線量制御を行っているが、フォトタイマのような計時手段で放射線の照射量を制御している場合は、フォトタイマから出力する放射線照射停止信号を優先させて、本ループを停止させるようにしてもよい。また、線量管理をする必要がなければ、ステップＳ３０３，Ｓ３０４は行わなくてもよい。

放射線撮影が終了すると、ステップＳ３１０に移行し、ビニングした画像（プレビュー画像）が画面に表示され、ユーザが簡易の画像確認を行うことができる。ステップＳ３１１では、画像確認した結果、画像に体動がなければ、ステップＳ３１２に移行し、画像に体動があれば、ステップＳ３０1に移行し再撮影を行う。ステップＳ３１２で、診断用画像をモニタに出力することで、ユーザが最終確認を行うことができる。ステップＳ３１３で、診断用画像が診断に適する画像であれば、放射線撮影フローは終了し、診断に適さない場合は、ステップＳ３０1に移行し再撮影を行う。

図４は、図３におけるステップＳ３０７の詳細なフローチャートである。体動検知解析を行うステップＳ３０７の処理について詳細に説明する。

ステップＳ４０１で、Ｚ回以降に順次出力されるＡＥＣ画素の出力が、Ｚ−１回目のＡＥＣ画素の出力と比較され、ＡＥＣ画素の出力の差分が画素ごとに取得される。例えば、Ｚ回目のＡＥＣ画素の出力とＺ−１回目のＡＥＣ画素の出力との差分が画素ごとに取得され、Ｚ＋１回目のＡＥＣ画素の出力とＺ−１回目のＡＥＣ画素の出力との差分が画素ごとに取得される。

このように、比較回路（体動検知部）１１０は、所定の放射線データ（Ｚ−１回目の第２の画素出力）を基準放射線データとして、放射線データ（Ｚ回目及びＺ＋１回目の第２の画素出力）を基準放射線データと比較することにより、被写体Ｐの体動を検知する。

比較回路（体動検知部）１１０は、第２の画素が放射線を検出した検出回数（例えば、Ｚ−１回目）又は第２の画素の検出時間（例えば、０回目からの経過時間）に基づいて、基準放射線データを決定する。また、基準放射線データは、放射線を発生させる放射線照射部（放射線発生部）１０１の出力の安定特性（立ち上がり特性）又はバラつきに基づいて、決定されてもよい。

所定の解析速度を満たすのであれば、管球の立ち上がり特性や管球出力のバラつきを補正してもよい。この場合、差分する前に、Ｎ回目のＡＥＣ画素の出力平均値Ａ_{ａｖｅ_Ｎ}がＺ−１回目のＡＥＣ画素の出力平均値Ａ_{ａｖｅ_Ｚ−１}と同じになるように、Ｎ回目のＡＥＣ画素の出力Ａ_{（ｉ，ｊ）_Ｎ}をＡＣ_{（ｉ，ｊ）_Ｎ}に補正してもよい。例えば、式（１）及び式（２）を用いて、Ｎ回目のＡＥＣ画素の出力Ａ_{（ｉ，ｊ）_Ｎ}をＡＣ_{（ｉ，ｊ）_Ｎ}に補正される。ここで、（ｉ,ｊ）は、ＡＥＣ画素の座標であり、ＡＣは補正後のＡＥＣ画素出力である。

このように、比較回路（体動検知部）１１０は、放射線データの平均値が基準放射線データの平均値と等しくなるように放射線データを補正する。そして、比較回路（体動検知部）１１０は、補正された放射線データを基準放射線データと比較することにより、被写体Ｐの体動を検知してもよい。

次に、ステップＳ４０２の統計解析において、ステップＳ４０１からの出力画像を統計解析する。ステップＳ４０２の統計解析では、画像の標準偏差や平均値のように、部位や領域ごとの統計解析が行われる。ステップＳ４０２では、体動を検出ことが目的であるため、最も単純な標準偏差の算出が好ましい。Ｎ回目のＡＥＣ出力画像とＺ−１回目のＡＥＣ出力画像との差分画像の統計解析を行うと、体動や呼吸があった場合に標準偏差が所定の値よりも大きくなる。このような単純な統計解析は演算時間が比較的短いため、体動を迅速に検出して放射線照射部１０１の出力を停止する場合には有利である。

なお、ステップＳ４０２の他に、ステップＳ４０３，Ｓ４０４などの演算処理が同時に行われてもよい。

ステップＳ４０３では、出力される差分画像のヒストグラム解析が行われる。体動がない場合には、略同一の画像の差分となるので、の差分画像の出力値は略０となるが、体動がある場合には、差分画像の出力値が所定の値を超える領域が発生する。特に、被写体Ｐが撮影されていない抜け部分があると、抜け部分における差分画像の出力値は顕著となり、ヒストグラムに特異な外れ値が現れる。そこで、算出したヒストグラムに特異な外れ値がないかどうか判断することで、体動の有無を判断することが可能となる。

また、ステップＳ４０４では、エッジ抽出処理がリアルタイムに行われる。エッジ抽出処理を用いてエッジの変動により体動の有無を判定すれば、体動検出精度が向上する。ただし、リアルタイム処理を行うことができなくても、放射線撮影終了後に差分画像に対してエッジ抽出処理が行われてもよい。放射線撮影終了後にエッジ抽出処理が行われて、プレビュー画像確認時に体動の有無をユーザに通知することで、ワークフローの改善が可能となる。

このように、比較回路（体動検知部）１１０は、統計解析、ヒストグラム解析、及びエッジ解析の少なくとも１つを用いて、被写体Ｐの体動を検知する。

ステップＳ４０２，Ｓ４０３，Ｓ４０４の解析結果に対して、ステップＳ４０５で閾値処理を行う。ステップＳ４０５では、各解析方法に対して、任意の閾値を設定して体動の有無を判定する。なお、その閾値は各部位ごとに異なっているほうが望ましい。さらに、各解析方法の判定結果を基に、最終的な体動の有無を判定する。例えば、ステップＳ４０２，Ｓ４０３，Ｓ４０４の解析方法で１つでも体動ありと判定されれば、最終的に体動ありと判定されるようにしてもよい。この場合は、体動検出に対する感度は高くなるが、誤検出の可能性が高くなる。

一方、ステップＳ４０２，Ｓ４０３，Ｓ４０４の解析方法のすべてで体動ありと判定されれば、最終的に体動ありと判定されるようにしてもよい。この場合は、体動検出に対する感度は低くなるが、誤検出の可能性が低くなる。そのため、体動検出の感度と誤検出のトレードオフ関係を考慮して、各解析結果の重み付けを最適化することが望ましい。

図５は、体動の有無に応じたシステム動作のフロー図である。まず、図５Ａを用いて、体動がない場合について説明する。体動が検出されない場合は、放射線照射部１０１から放射線が継続して照射され、ＡＥＣ画素が検出した放射線が画素値として逐次出力される。ＡＥＣ画素の出力（画素値）が積算され、照射線量下限値を超え、目標線量を超えると、放射線照射部１０１からの放射線照射が停止される。そして、プレビュー画像が表示される（ステップＳ３１０）。画像表示器（表示部）１１６は、前処理回路１０５又は画像処理回路１０６により生成された放射線画像をプレビュー画像として表示する。

ここで、照射線量下限（下限値）は、臨床上使用することができる放射線画像を構成するために最低限必要な照射量に相当する画素値であり、Ｓ／Ｎ比や階調に基づいて設定される。積算されたＡＥＣ画素の出力（画素値）が目標線量に達しなくても、低線量で高画質を構成するのに使用される技術（例えば、ノイズ低減処理や階調処理など）を用いることで、臨床上使用することができる放射線画像を構成することができる。

前処理回路１０５又は画像処理回路１０６は、画像生成部として機能し、第２の画素により検出された複数の放射線データの加算値が所定の下限値を超えたときに、被写体Ｐの放射線画像を生成する。

なお、目標線量（目標値）と合わせて照射設定時間（目標時間）が設定されてもよい。照射設定時間が経過したときに、放射線照射部１０１からの放射線照射が停止される。つまり、第２の画素の放射線の検出時間が所定の目標時間を経過したときに、放射線照射停止部１１２は、放射線の照射を停止可能である。

ただし、放射線照射部１０１の照射設定時間よりも早く画素値が目標線量を超えた場合は、目標線量を超えたｓのＡＥＣ画素の読み出し時に、放射線照射が停止される。この場合、照射停止信号が、放射線照射停止部１１２より放射線制御部１０３に送られ、放射線照射部１０１からの放射線照射が停止される。

次に、図５Ｂを用いて、体動がある場合について説明する。図５Ｂでは、ＡＥＣ画素の出力（照射線量に相当する画素値）が積算され、積算された画素値が照射線量下限値を超え、体動が検出されると、放射線照射部１０１からの放射線照射が停止される。体動が検出された直後のＡＥＣの読み出し時に、放射線照射が停止される。

つまり、複数の放射線データの積算値（加算値）が所定の下限値を超えて、被写体Ｐの体動が検知された場合は、放射線照射停止部１１２は、積算値（加算値）が目標値を超える前又は検出時間が目標時間を経過する前に放射線の照射を停止させる。

この場合、積算された画素値が照射線量下限値を超えているので、プレビュー画像が表示される（ステップＳ３１０）。体動が検出されたときに、積算された画素値が照射線量下限値を超えていない場合は、プレビュー画像の代わりに（又は、高画質処理されたプレビュー画像とともに）、再撮影などの通知が表示されてもよい。

図５Ｂと比較するために、図５Ｃを用いて、従来の体動がある場合について説明する。図５Ｃでは、ＡＥＣ画素の出力（画素値）が積算され、積算された画素値が照射線量下限値を超え、体動が検出されても、照射設定時間まで放射線が照射される。そして、体動が生じたプレビュー画像が表示される（ステップＳ３１０）。

図５Ｂと図５Ｃを比較すると、本実施形態（図５Ｂ）のほうが、体動が生じてからの放射線照射時間は短くなる。このように、本実施形態によれば、体動が生じた後、直ちに放射線照射を停止することにより、被曝線量を低減することができる。

また、体動が生じた後、直ちに放射線照射を停止することにより、体動が放射線画像に与える影響を低減することが可能となる。体動に起因する画質の劣化を低減することができれば、最終的な出力画像は診断に適した画像になり、再撮影を行う必要がなくなる。例えば、積算された画素値が照射線量下限値を超えた後に体動が生じた場合、体動が生じる前に積算された画素値を用いて放射線画像を構成することができ、最終的な出力画像は診断に適した画像になる。

これらの結果、本実施形態にかかる放射線撮影システム（放射線撮影装置）は、被曝線量低減、技師のワークフロー改善、及び患者の負荷軽減などに貢献する。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成、機能、及び動作についての説明は省略し、主に本実施形態との差異について説明する。

図６は、第２の実施形態のＡＥＣ画素の配置方法の例を示す図である。第１の実施形態と異なる点は、ＡＥＣ（自動露出コントロール）に用いられるＡＥＣ画素のＡＥＣ領域（第１の領域）６０１と体動検知に用いられるＡＥＣ画素の体動検知領域（第２の領域）６０２をそれぞれ設定することである。

放射線照射停止部１１２は、放射線検出部１０２のＡＥＣ領域（第１の領域）６０１に配置されている第２の画素により検出された複数の放射線データの加算値が所定の目標値を超えたときに、放射線の照射を停止可能である。また、放射線照射停止部１１２は、放射線検出部１０２のＡＥＣ領域（第１の領域）６０１に配置されている第２の画素の放射線の検出時間が所定の目標時間を経過したときに、放射線の照射を停止可能である。

比較回路（体動検知部）１１０は、放射線検出部１０２の体動検知領域（第２の領域）６０２に配置されている第２の画素により検出された複数の放射線データを比較することにより、被写体Ｐの体動を検知する。

例えば、ＡＥＣ領域（第１の領域）６０１又は体動検知領域（第２の領域）６０２は、被写体Ｐの観察対象に設定される。ＡＥＣ領域６０１が設定されることで、ＡＥＣ画素出力の読み出し時間が短縮され、体動検知領域６０２が体動検知に適した領域に設定されることで、体動検知の精度が向上し、体動検知の演算時間が短縮される。例えば、体動検知領域６０２に、ＡＥＣ画素を高密度に配置することで、体動検知の精度を向上させることが可能となる。

肺野が観察対象である場合、体動検知に用いられる体動検知領域６０２を肺野に設定することで、観察対象である肺野に絞った詳細な体動検知を行うことも可能となる。

ＡＥＣに用いられるＡＥＣ領域６０１と体動検知に用いられる体動検知領域６０２の設定方法は、固定的に設定されてもよいし、撮影中に動的に設定されてもよい。

図７を用いて、本発明の第２の実施形態の撮影フローについて説明する。なお、図３と同一符号のステップは、同一の処理であることを示している。ステップＳ３０１からステップＳ３０３までは、第１の実施形態と同じであるため省略する。

ステップＳ７０１において、ステップＳ３０３で出力されたＡＥＣ画素の出力を用いて、ＡＥＣ領域６０１及び体動検知領域６０２を設定するために抽出されるＲＯＩの解析を行う。

解析の結果、例えば、体動検知に用いられる体動検知領域６０２は、被写体Ｐのボディラインなどのエッジ部を含むように設定される。これにより、体動検知精度が向上する。ボディラインを含むように体動検知領域６０２を設定するためには、被写体が撮影されていない抜け部分と被写体Ｐが撮影されている部分との境界を検出できればよい。したがって、ＡＥＣ画素の出力の高低差が高い領域を探せば、体動検知領域６０２を適切に設定することができる。

また、解析の結果、例えば、体動検知に用いられる体動検知領域６０２は、心臓など体動が継続している部位を避けて設定されてもよい。心臓など体動が継続している部位は、時系列で変化する画素値の分散や標準偏差に基づいて特定することができる。

所定の解析速度を満たすのであれば（例えば、解析時間がＸ線照射時間よりも十分短ければ）、エッジ抽出を用いた部位解析やテンプレートマッチングによりＲＯＩ解析を行うことで、適切な位置にＡＥＣ領域６０１及び体動検知領域６０２を設定することができる。

ステップＳ７０２で、ステップＳ７０1で設定されたＡＥＣ領域６０１及び体動検知領域６０２のＡＥＣ画素から信号を出力するように設定される。ステップＳ７０１と並行して、第１の実施形態と同様に、ステップＳ３０４，Ｓ３０５の処理が行われる。

ステップＳ７０３で、ＡＥＣ画素の読み出しカウント（Ｎ）がＺ回以上であって、ステップＳ７０２の処理が終了していれば、ステップＳ７０４において、ＡＥＣ領域６０１及び体動検知領域６０２のＡＥＣ画素の信号が順次読み出される。このとき、ＡＥＣ領域６０１からの出力Ｂ_{（ｉ，ｊ）}及び体動検知領域６０２からの出力Ｃ_{（ｉ，ｊ）}をそれぞれ画像保存部１０９に保存する。

ＡＥＣ領域６０１からの出力Ｂ_{（ｉ，ｊ）}は、積算回路１０７によって逐次積算処理され、積算回路１０７により積算された画素値平均がユーザにより定められた目標線量に達しているか否かを、判定回路１１１が判定する。ここで、ステップＳ３０４，Ｓ３０５，Ｓ７０３のループ中はＡＥＣ領域６０１が設定されていないため、ユーザにより定められた目標線量から、ステップＳ３０４，Ｓ３０５，Ｓ７０３のループ中に積算された特定領域の画素値平均が減算される。

ステップＳ３１４において、ＡＥＣ領域６０１で積算された画素値が減算された目標線量に達していた場合は、ステップＳ３０９に移行し、放射線照射停止部１１２から照射停止信号を放射線制御部１０３に送って放射線撮影を終了する。

ステップＳ３１４において目標線量に達していない場合は、ステップＳ３０７で、体動検知領域６０２からの出力Ｃ_{（ｉ，ｊ）}に対して、第１の実施形態と同様の体動検知解析を行う。Ｚ回以降に順次出力されるＡＥＣ領域６０１のＡＥＣ画素の出力Ｃ_{（ｉ，ｊ）}が、Ｚ−１回目のＡＥＣ画素の出力Ｃ_{（ｉ，ｊ）}と比較され、ＡＥＣ画素の出力Ｃ_{（ｉ，ｊ）}の差分が画素ごとに取得される。そして、統計解析、ヒストグラム解析、及びエッジ抽出処理により体動が検知される。

ステップＳ３０７，Ｓ３０８において、体動が検出された場合、ステップＳ３０９に移行し、ステップＳ３０４と同様の方法で、放射線撮影が終了する。ステップＳ３０７，Ｓ３０８において、体動が検出されなかった場合は、ステップＳ７０４に移行する。ステップＳ３１０以降のフローは、第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

以上により、第２の実施形態を用いれば、ＡＥＣ領域６０１及び体動検知領域６０２を設定することで、ＡＥＣ（自動露出コントロール）に必要なデータと体動検知に必要なデータをそれぞれ読み出すことが可能となる。この結果、ＡＥＣ画素出力の読み出し時間の短縮、体動検知の精度の向上、及び体動検知の演算時間の短縮に貢献する。

第１の実施形態及び第２の実施形態で、ＡＥＣ画素を用いて体動を検知することが可能となるが、それぞれの長所に基づいて最適な実施形態が選択される。被写体全体の体動を検知したい場合は、第１の実施形態が好適である。一方、観察対象の体動検知の解析精度や解析速度を優先する場合は、第２の実施形態が好適である。

なお、本発明は、上記の実施形態の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、システム又は装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出して実行する処理にも適用される。

１００ 放射線撮影装置
１０１ 放射線照射部
１０２ 放射線検出部
１０３ 放射線制御部
１０４ データ出力部
１０５ 前処理回路
１０６ 画像処理回路
１０７ 積算回路
１０８ ＣＰＵバス
１０９ 画像保存部
１１０ 比較回路
１１１ 判定回路
１１２ 放射線照射停止部
１１３ ＣＰＵ
１１４ メインメモリ
１１５ 操作パネル
１１６ 画像表示器
６０１ ＡＥＣ領域
６０２ 体動検知領域

Claims (17)

1. 放射線を検出する第１の画素と、前記第１の画素より高いフレームレートで前記放射線を検出する第２の画素と、を含む検出手段と、
   前記放射線が被写体に照射されているときに前記第２の画素が検出した複数の放射線データを比較することにより、前記被写体の体動を検知する体動検知手段と、
   を備え、
   前記体動検知手段は、所定の前記放射線データを基準放射線データとして、前記放射線データを前記基準放射線データと比較することにより、前記被写体の体動を検知し、
   前記基準放射線データは、放射線を発生させる放射線発生手段の出力の安定特性又はバラつきに基づいて、決定されることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記第１の画素は、前記被写体の放射線画像を生成するための放射線データを出力し、
   前記第２の画素は、前記被写体の体動を検知するための放射線データを出力することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記体動検知手段は、前記第２の画素が前記放射線を検出した検出回数又は検出時間に基づいて、前記基準放射線データを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記体動検知手段は、前記第２の画素が出力する前記放射線データの平均値が前記基準放射線データの平均値と等しくなるように前記放射線データを補正し、補正された前記放射線データを前記基準放射線データと比較することにより、前記被写体の体動を検知することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
5. 前記体動検知手段は、統計解析、ヒストグラム解析、及びエッジ解析の少なくとも１つを用いて、前記被写体の体動を検知することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
6. 前記被写体の体動が検知された場合に、前記放射線の照射を停止させる停止手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
7. 前記停止手段は、
   前記第２の画素により検出された前記複数の放射線データの加算値が所定の目標値を超えたとき又は前記第２の画素の前記放射線の検出時間が所定の目標時間を経過したときに、前記放射線の照射を停止可能であり、
   前記被写体の体動が検知された場合は、前記加算値が前記目標値を超える前又は前記検出時間が前記目標時間を経過する前に前記放射線の照射を停止させること特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
8. 前記検出手段により検出された放射線から、前記被写体の放射線画像を生成する画像生成手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
9. 前記画像生成手段は、前記複数の放射線データの加算値が所定の下限値を超えたときに、前記被写体の放射線画像を生成することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮影装置。
10. 前記放射線画像をプレビュー画像として表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項８又は９に記載の放射線撮影装置。
11. 前記停止手段は、前記検出手段の第１の領域に配置されている前記第２の画素により検出された前記複数の放射線データの加算値が所定の目標値を超えたとき又は前記第１の領域に配置されている前記第２の画素の前記放射線の検出時間が所定の目標時間を経過したときに、前記放射線の照射を停止可能であることを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
12. 前記体動検知手段は、前記検出手段の第２の領域に配置されている前記第２の画素により検出された前記複数の放射線データを比較することにより、前記被写体の体動を検知することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
13. 前記第１の領域又は前記第２の領域は、前記被写体の観察対象に設定されることを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮影装置。
14. 前記第２の領域は、前記被写体のエッジ部を含むように設定されることを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮影装置。
15. 放射線を発生させる放射線発生手段と、
    放射線を検出する第１の画素と、前記第１の画素より高いフレームレートで前記放射線を検出する第２の画素と、を含む検出手段と、
    前記放射線が被写体に照射されているときに前記第２の画素が検出した複数の放射線データを比較することにより、前記被写体の体動を検知する体動検知手段と、
    を備え、
    前記体動検知手段は、所定の前記放射線データを基準放射線データとして、前記放射線データを前記基準放射線データと比較することにより、前記被写体の体動を検知し、
    前記基準放射線データは、前記放射線発生手段の出力の安定特性又はバラつきに基づいて、決定されることを特徴とする放射線撮影システム。
16. 第１の画素が放射線を検出する工程と、
    第２の画素が前記第１の画素より高いフレームレートで前記放射線を検出する工程と、
    前記放射線が被写体に照射されているときに前記第２の画素が検出した複数の放射線データを比較することにより、前記被写体の体動を検知する工程と、
    を備え、
    前記体動を検知する工程は、所定の前記放射線データを基準放射線データとして、前記放射線データを前記基準放射線データと比較することにより、前記被写体の体動を検知し、
    前記基準放射線データは、放射線を発生させる放射線発生手段の出力の安定特性又はバラつきに基づいて、決定されることを特徴とする放射線撮影方法。
17. コンピュータを請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮影装置の各手段として機能させるためのプログラム。
    

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