(57)【要約】【課題】被曝が発生した場合において、被曝発生時の状況の事後的な確認をより容易とする。【解決手段】放射線の線量測定のため放射線の線量を評価する線量評価装置は、放射線が照射される可能性がある環境において外部光が入射し得る状態で撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生部と、再生された動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された放射線の線量を算出する線量算出部と、を備えている。この線量算出部は、放射線が照射されることにより発生したフレーム画像中のスポットの数に対応し、フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得部と、画像特性値を線量に換算する線量換算部と、を有している。【選択図】図３
2018141636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の線量測定のため前記放射線の線量を評価する線量評価装置であって、
前記放射線が照射される可能性がある環境において外部光が入射し得る状態で撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生部と、
再生された前記動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された前記放射線の線量を算出する線量算出部と、
を備え、
前記線量算出部は、
前記放射線が照射されることにより発生した前記フレーム画像中のスポットの数に対応し、前記フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得部と、
前記画像特性値を前記線量に換算する線量換算部と、
を有する、
線量評価装置。
【請求項２】
前記画像特性値取得部は、前記画像特性値として前記フレーム画像中のスポットを計数するスポット計数部を有する、請求項１記載の線量評価装置。
【請求項３】
請求項１記載の線量評価装置であって、
前記画像特性値取得部は、
前記フレーム画像中のスポットを計数するスポット計数部と、
前記画像特性値として、前記スポット計数部により計数されたスポットの数を前記フレーム画像の平均輝度に基づいて補正した補正スポット数を取得するスポット数補正部と、
を有する、
線量評価装置。
【請求項４】
請求項１記載の線量評価装置であって、
前記画像特性値取得部は、
前記フレーム画像を平滑化した平滑化画像を生成する平滑化画像生成部と、
前記フレーム画像から前記平滑化画像を減算した差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記画像特性値として、前記差分画像の特性を表す差分画像特性値を取得する差分画像特性値取得部と、
を有する、
線量評価装置。
【請求項５】
前記差分画像特性値取得部は、前記差分画像特性値として前記差分画像中のスポットを計数するスポット計数部を有する、請求項４記載の線量評価装置。
【請求項６】
前記差分画像特性値取得部は、前記差分画像特性値として前記差分画像の輝度分散を算出する輝度分散算出部を有する、請求項４記載の線量評価装置。
【請求項７】
前記差分画像特性値取得部は、前記差分画像特性値として前記差分画像の平均輝度を算出する平均輝度算出部を有する、請求項４記載の線量評価装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか記載の線量評価装置であって、
前記動画には、前記動画の撮影時における音声が含まれており、
前記線量評価装置は、さらに、
前記動画再生部により再生された前記動画を表す動画画像に、照射された前記放射線の線量を視覚化して表す線量表示画像を重畳して表示する表示処理部と、
前記表示処理部における前記動画画像の表示に同期して、前記音声を再生する音声再生部と、
を備える、
線量評価装置。
【請求項９】
放射線の線量測定を行うための線量測定装置であって、
請求項１ないし８のいずれか記載の線量評価装置と、
前記放射線が照射される可能性がある環境において外部光が入射し得る状態で前記動画を撮影し、撮影された前記動画を前記動画記録部に記録する動画記録部と、
を備える、
線量測定装置。
【請求項１０】
前記線量測定装置は、前記動画の録画および再生が可能な携帯機器として実現されている、請求項９記載の線量測定装置。
【請求項１１】
線量率が一定の放射線が照射された時間を測定するために前記放射線が照射された時間を評価する照射時間評価装置であって、
請求項１ないし７のいずれか記載の線量評価装置と、
前記フレーム画像に対応するフレームのそれぞれにおいて前記線量評価装置で算出された前記放射線の線量であるフレーム線量に基づいて前記放射線の照射時間を算出する照射時間算出部と
を備え、
前記照射時間算出部は、前記フレーム線量が一定の基準線量である定線量期間の長さ、前記基準線量と前記定線量期間の直前のフレームおけるフレーム線量とに基づいて前記フレームの時間的長さであるフレーム間隔を補正した開始フレーム照射時間、および、前記基準線量と前記定線量期間の直後のフレームおけるフレーム線量とに基づいて前記フレーム間隔を補正した停止フレーム照射時間を合算することにより、前記放射線の照射時間を算出する、
照射時間評価装置。
【請求項１２】
放射線の線量測定のため前記放射線の線量を評価する線量評価方法であって、
前記放射線が照射される可能性がある環境において外部光が入射し得る状態で撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生工程と、
再生された前記動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された前記放射線の線量を算出する線量算出工程と、
を備え、
前記線量算出工程は、
前記放射線が照射されることにより発生した前記フレーム画像中のスポットの数に対応し、前記フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得工程と、
前記画像特性値を前記線量に換算する線量換算工程と、
を有する、
線量評価方法。
【請求項１３】
放射線の線量測定において、前記放射線の線量を評価するためのコンピュータプログラムであって、
前記放射線が照射される可能性がある環境において外部光が入射し得る状態で撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生処理と、
再生された前記動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された前記放射線の線量を算出する線量算出処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記線量算出処理において、
前記放射線が照射されることにより発生した前記フレーム画像中のスポットの数に対応し、前記フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得処理と、
前記画像特性値を前記線量に換算する線量換算処理と、
をコンピュータに実行させる、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射線の線量を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線管理区域において業務を行う放射線診療従事者等については、個人ごとに一定期間内に被曝した線量（被曝線量）を管理することが義務づけられている。そのため、従来から、フィルムバッジ、熱ルミネッセンス線量計、あるいは、光刺激ルミネセンス線量計により、個人の被曝線量を測定することが行われてきた。しかしながら、これらの線量計では、線量の評価に専用の評価装置が必要であり、簡便に被曝線量を測定することが困難である。
【０００３】
そこで、放射線の線量をより手軽に測定するための技術が提案されている。例えば、特許文献１では、使用の利便性が高いガンマ線量率の測定システムの一態様として、ガンマ線を検出して電流信号を生成する検出モジュールを有する電子装置において、外部光源と検出モジュールとの間の光路に遮光装置を配置することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３４９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたガンマ線量率の測定システムでは、被曝が発生した時点での評価が可能であるものの、被曝が発生した状況を事後的に把握することはできない。また、従来から利用されている種々の線量計においても、被曝が発生した状況を把握することは困難である。
【０００６】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、被曝が発生した場合において、被曝発生時の状況の事後的な確認をより容易とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
放射線の線量測定のため前記放射線の線量を評価する線量評価装置であって、前記放射線が照射される可能性がある環境において外部光が入射し得る状態で撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生部と、再生された前記動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された前記放射線の線量を算出する線量算出部と、を備え、前記線量算出部は、前記放射線が照射されることにより発生した前記フレーム画像中のスポットの数に対応し、前記フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得部と、前記画像特性値を前記線量に換算する線量換算部と、を有する、線量評価装置。
【０００９】
この適用例によれば、外部光が入射し得る状態で撮影された動画のフレーム画像を解析することにより、照射された放射線の線量が算出される。これにより、動画のフレーム画像とともに、当該フレーム画像に対応する時点の線量を確認できるので、より容易に、被曝発生時の状況を事後的に確認することができる。また、線量は、放射線が照射されることにより発生したフレーム画像中のスポットの数に対応し、フレーム画像の特性を表す画像特性値に基づいて算出される。そのため、十分に高い精度で、照射された放射線の線量を算出することができる。
【００１０】
［適用例２］
前記画像特性値取得部は、前記画像特性値として前記フレーム画像中のスポットを計数するスポット計数部を有する、適用例１記載の線量評価装置。
【００１１】
この適用例によれば、フレーム画像中のスポットを直接計数するので、照射された放射線の線量を、より高い精度で算出することができる。
【００１２】
［適用例３］
適用例１記載の線量評価装置であって、前記画像特性値取得部は、前記フレーム画像中のスポットを計数するスポット計数部と、前記画像特性値として、前記スポット計数部により計数されたスポットの数を前記フレーム画像の平均輝度に基づいて補正した補正スポット数を取得するスポット数補正部と、を有する、線量評価装置。
【００１３】
この適用例によれば、背景の輝度が計数されたスポット数に与える影響を抑制することができるので、より確実に線量の算出精度を高くすることができる。
【００１４】
［適用例４］
適用例１記載の線量評価装置であって、前記画像特性値取得部は、前記フレーム画像を平滑化した平滑化画像を生成する平滑化画像生成部と、前記フレーム画像から前記平滑化画像を減算した差分画像を生成する差分画像生成部と、前記画像特性値として、前記差分画像の特性を表す差分画像特性値を取得する差分画像特性値取得部と、を有する、線量評価装置。
【００１５】
この適用例によっても、背景の輝度が線量の算出値に与える影響を抑制することができるので、より確実に線量の算出精度を高くすることができる。
【００１６】
［適用例５］
前記差分画像特性値取得部は、前記差分画像特性値として前記差分画像中のスポットを計数するスポット計数部を有する、適用例４記載の線量評価装置。
【００１７】
この適用例によれば、差分画像中のスポットを直接計数するので、照射された放射線の線量を、より高い精度で算出することができる。
【００１８】
［適用例６］
前記差分画像特性値取得部は、前記差分画像特性値として前記差分画像の輝度分散を算出する輝度分散算出部を有する、適用例４記載の線量評価装置。
【００１９】
輝度分散の算出は、スポットの計数よりも少ない計算量で行うことができるので、照射された放射線の線量をより容易に算出することができる。
【００２０】
［適用例７］
前記差分画像特性値取得部は、前記差分画像特性値として前記差分画像の平均輝度を算出する平均輝度算出部を有する、適用例４記載の線量評価装置。
【００２１】
平均輝度の算出は、輝度分散の算出よりも少ない計算量で行うことができるので、照射された放射線の線量をさらに容易に算出することができる。
【００２２】
［適用例８］
適用例１ないし７のいずれか記載の線量評価装置であって、前記動画には、前記動画の撮影時における音声が含まれており、前記線量評価装置は、さらに、前記動画再生部により再生された前記動画を表す動画画像に、照射された前記放射線の線量を視覚化して表す線量表示画像を重畳して表示する表示処理部と、前記表示処理部における前記動画画像の表示に同期して、前記音声を再生する音声再生部と、を備える、線量評価装置。
【００２３】
［適用例８］
適用例１ないし７のいずれか記載の線量評価装置であって、前記動画には、前記動画の撮影時における音声が含まれており、前記線量評価装置は、さらに、前記動画再生部により再生された前記動画を表す動画画像に、照射された前記放射線の線量を視覚化して表す線量表示画像を重畳して表示する表示処理部と、前記表示処理部における前記動画画像の表示に同期して、前記音声を再生する音声再生部と、を備える、線量評価装置。
【００２４】
この適用例によれば、動画画像に加え、音声によっても被曝発生時の状況を確認することができるので、被曝発生時の状況をより正確に把握することができる。
【００２５】
［適用例９］
放射線の線量測定を行うための線量測定装置であって、適用例１ないし８のいずれか記載の線量評価装置と、前記放射線が照射される可能性がある環境において外部光が入射し得る状態で前記動画を撮影し、撮影された前記動画を前記動画記録部に記録する動画記録部と、を備える、線量測定装置。
【００２６】
この適用例によれば、一式の線量測定装置で線量の測定が可能となるので、より手軽に線量の測定を行うことができる。
【００２７】
［適用例１０］
前記線量測定装置は、前記動画の録画および再生が可能な携帯機器として実現されている、適用例９記載の線量測定装置。
【００２８】
線量測定装置を携帯機器により実現することにより、さらに手軽に線量の測定を行うことができる。
【００２９】
［適用例１１］
線量率が一定の放射線が照射された時間を測定するために前記放射線が照射された時間を評価する照射時間評価装置であって、適用例１ないし７のいずれか記載の線量評価装置と、前記フレーム画像に対応するフレームのそれぞれにおいて前記線量評価装置で算出された前記放射線の線量であるフレーム線量に基づいて前記放射線の照射時間を算出する照射時間算出部とを備え、前記照射時間算出部は、前記フレーム線量が一定の基準線量である定線量期間の長さ、前記基準線量と前記定線量期間の直前のフレームおけるフレーム線量とに基づいて前記フレームの時間的長さであるフレーム間隔を補正した開始フレーム照射時間、および、前記基準線量と前記定線量期間の直後のフレームおけるフレーム線量とに基づいて前記フレーム間隔を補正した停止フレーム照射時間を合算することにより、前記放射線の照射時間を算出する、照射時間評価装置。
【００３０】
この適用例によれば、フレーム間隔よりも高い時間分解能で放射線の照射時間を評価することができる。
【００３１】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、線量評価装置および線量評価方法、その線量評価装置または線量評価方法を用いた線量測定装置および線量測定方法、照射時間評価装置および照射時間評価方法、その照射時間評価装置および照射時間評価方法を用いた照射時間測定装置および照射時間測定方法、それらの装置あるいは方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態を適用して放射線の被曝管理を行う様子を示す説明図である。
【図２】スマートフォンにおいて、線量測定機能を実現するための機能的な構成を示すブロック図。
【図３】スマートフォンで撮影された動画を用いてＸ線線量を測定する様子を示す説明図。
【図４】線量算出部において実行される線量の算出処理の流れを示すフローチャート。
【図５】フレーム画像の輝度がカウントされたスポット数に与える影響を示す説明図。
【図６】線量とスポット数との関係を示すグラフ。
【図７】算出線量率と実測線量率とを比較した結果を示す説明図。
【図８】Ｘ線のエネルギーと測定感度との関係を示すグラフ。
【図９】個人線量計との性能比較結果を示すグラフ。
【図１０】第２実施形態における線量の算出処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】線量算出のための画像処理の様子を示す説明図。
【図１２】線量率とスポット数との関係を示すグラフ。
【図１３】差分画像の特性を表す種々のパラメータが線量の算出に利用可能か否かを評価した結果を示す説明図。
【図１４】線量率の時間変化を測定した結果を示すグラフ。
【図１５】リアルタイム線量計との線量率測定感度の比較結果を示すグラフ。
【図１６】照射時間を測定する場合において、時間分解能が改善される様子を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態を以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．放射線の被曝管理：
Ａ２．スマートフォンによる線量の測定：
Ａ３．線量の算出：
Ａ４．第１実施形態の実施例：
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ１．線量の算出：
Ｂ２．第２実施形態の実施例：
Ｂ３．第２実施形態の変形例：
Ｃ．第３実施形態：
Ｃ１．線量率時間変化の測定：
Ｃ２．リアルタイム線量計との測定感度の比較：
Ｃ３．時間分解能の改善：
Ｄ．変形例：
【００３４】
Ａ．第１実施形態:
Ａ１．放射線の被曝管理：
図１は、本発明の第１実施形態を適用して放射線の被曝管理を行う様子を示す説明図である。図１の例において、放射線技師ＰＲＴは、寝台ＢＥＤ上に横臥した被験者ＰＳＪのＸ線断層撮影を準備するため、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの横に立っている。このように、放射線技師ＰＲＴがＸ線断層撮影装置ＣＴＳの設置場所にいる場合、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳは、Ｘ線が照射されないように操作される。しかしながら、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの操作ミス、あるいは、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの誤作動等によって、放射線技師ＰＲＴがＸ線断層撮影装置ＣＴＳの設置場所にいるにもかかわらず、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳからＸ線が照射され、放射線技師ＰＲＴが被曝する可能性は零ではない。このような不測の事態による被曝の有無を確認するため、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの設置場所等の放射線管理区域において業務を行う放射線診療従事者等（図１の例では、放射線技師ＰＲＴ）については、個人ごとに一定期間内に被曝した線量（被曝線量）を管理すること（被曝管理）が義務づけられている。被曝線量の管理は、従来から、フィルムバッジ、熱ルミネッセンス線量計、光刺激ルミネセンス線量計、あるいは、半導体検出素子を用いた電子式線量計により、個人の被曝線量を測定することにより行われてきた。
【００３５】
第１実施形態では、このような線量計に換えて、スマートフォンＳＰＨを用いて、放射線技師ＰＲＴの被曝線量を測定している。図１に示すように、放射線技師ＰＲＴは、被曝線量を測定する線量測定装置として、被曝線量の測定機能を有するスマートフォンＳＰＨを胸のポケットに入れている。スマートフォンＳＰＨは、周囲の状況を撮影することが可能となるように、スマートフォンＳＰＨのレンズＬＮＳが露出した状態で保持されている。
【００３６】
Ａ２．スマートフォンによる線量の測定：
図２は、スマートフォンＳＰＨにおいて、線量測定機能を実現するための機能的な構成を示すブロック図である。
【００３７】
図２に示すように、スマートフォンＳＰＨには、その外面に露出するように、外部からの光（外部光）が入射するレンズＬＮＳと、表示パネル１０２とが設けられている。また、スマートフォンＳＰＨの筐体には、スマートフォンＳＰＨの内外で音声が伝達されるよう２つの開口部ＡＰＭ，ＡＰＳが設けられている。スマートフォンＳＰＨの内部には、レンズＬＮＳに入射した外部光が到達する撮像素子１０４、開口部ＡＰＭを介して伝達された外部の音声を受けるマイクロフォン１０６、および、開口部ＡＰＳを介して外部に音声を送出するスピーカ１０８が設けられている。
【００３８】
このスマートフォンＳＰＨは、表示パネル１０２、撮像素子１０４、マイクロフォン１０６、および、スピーカ１０８とのインターフェース、ＣＰＵ、ＲＯＭ、並びに、ＲＡＭ等（いずれも図示しない）を有するコンピュータとして構成されている。線量測定機能を実現する機能部としての記録処理部１１０、動画記録部１２０および解析処理部１３０は、ＣＰＵがＲＯＭあるいはＲＡＭに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【００３９】
記録処理部１１０は、画像取得部１１２と、音声取得部１１４と、動画データ生成部１１６とを有している。画像取得部１１２は、フレームごとに、撮像素子１０４の受光面に結像した像を１枚の画像（フレーム画像）を表す画像データＦＩとして取得する。音声取得部１１４は、マイクロフォン１０６に到達した音声を表す音声データＡＤを取得する。なお、画像データＦＩおよび音声データＡＤは、それぞれ、画像および音声そのものを表すデータである。そのため、以下では、フレーム画像とフレーム画像を表す画像データＦＩとを区別することなく「フレーム画像ＦＩ」とも呼び、音声と当該音声を表す音声データＡＤとを区別することなく「音声ＡＤ」とも呼ぶ。
【００４０】
動画データ生成部１１６は、画像取得部１１２が取得した複数のフレーム画像ＦＩと、音声取得部１１４が取得した音声ＡＤとを組み合せて、動画データＭＶを生成する。動画データＭＶは、フレーム画像ＦＩと音声ＡＤとを圧縮し、圧縮したデータを所定のコンテナフォーマットに格納することにより生成される。動画データ生成部１１６において生成された動画データＭＶは、動画記録部１２０に記録される。なお、動画データＭＶも動画そのものを表すデータであるので、以下では、動画と動画を表す動画データＭＶとを区別することなく「動画ＭＶ」とも呼ぶ。
【００４１】
解析処理部１３０（図２）は、動画データ再生部１３２と、線量算出部１３４と、表示処理部１３６とを有している。動画データ再生部１３２は、動画記録部１２０に記録された動画データＭＶを読み込み、読み込んだ動画データＭＶに含まれる圧縮されたデータを伸長することにより、フレーム画像ＦＩと音声ＡＤを再生する。動画データ再生部１３２において再生されたフレーム画像ＦＩは、線量算出部１３４と表示処理部１３６とに供給される。線量算出部１３４は、動画データ再生部１３２から供給されたフレーム画像ＦＩを解析することにより、スマートフォンＳＰＨに照射されたＸ線の線量を算出する。なお、フレーム画像ＦＩから線量を算出する方法については、後述する。
【００４２】
表示処理部１３６は、線量算出部１３４において算出された線量を取得し、線量（あるいは線量率）を視覚化して表す画像（線量表示画像）を生成する。なお、線量表示画像として、線量に換えて、あるいは、線量に加えて、線量の時間変化や線量の積算値を表す画像を生成するものとしても良い。
【００４３】
表示処理部１３６は、また、動画データ再生部１３２から供給されたフレーム画像ＦＩに線量表示画像を重畳した表示画像ＤＩを生成し、生成した表示画像ＤＩを表示パネル１０２に供給する。動画データ再生部１３２において再生された音声ＡＤは、スピーカ１０８に供給される。これにより、フレーム画像ＦＩ（すなわち、動画ＭＶを表す動画画像）に同期して音声ＡＤが再生されている状態で、スマートフォンＳＰＨに照射された線量を確認することが可能となる。そのため、被曝が発生した場合、被曝発生時の状況を、動画ＭＶ（すなわち、フレーム画像ＦＩと音声ＡＤ）を視聴することにより事後的に確認することができる。
【００４４】
なお、第１実施形態では、線量の算出に利用される動画ＭＶには音声ＡＤが含まれているが、音声ＡＤを含まない動画を利用して線量の算出を行うものとしても良い。また、音声ＡＤを含む動画ＭＶを用いて線量の算出を行う場合において、音声ＡＤの再生を省略することも可能である。このようにしても、動画画像を見ることにより、被曝が発生した場合における被曝発生時の状況を、事後的に確認することができる。但し、より被曝発生時の状況を正確に把握することができる点で、音声ＡＤが含まれている動画ＭＶを用いて線量の算出を行うのが好ましい。
【００４５】
Ａ３．線量の算出：
図３は、スマートフォンＳＰＨで撮影された動画を用いてＸ線線量を測定する様子を示す説明図であり、図１の例において、放射線技師ＰＲＴが所持するスマートフォンＳＰＨにより撮影された動画におけるフレーム画像（撮影画像）を示している。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳ（図１）からＸ線が照射されていない状態では、スマートフォンＳＰＨで撮影された撮影画像は、レンズＬＮＳから入射した光が撮像素子１０４（図２）の受光面に結像した像（背景）となる。このとき、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳからＸ線が照射されると、図３（ｂ）に示すように、撮影画像中には、背景に重畳した状態で、輝度が高いスポット状のノイズ（以下、単に「スポット」と呼ぶ）が現れる。
【００４７】
この撮影画像中に現れるスポットは、１フレームの間にスマートフォンＳＰＨに照射されたＸ線の線量に応じて増減する。そのため、動画記録部１２０に格納された動画ＭＶには、そのフレーム画像ＦＩ中のスポットの数として、スマートフォンＳＰＨに照射されたＸ線の線量、すなわち、スマートフォンＳＰＨを保持している放射線技師ＰＲＴが被曝したＸ線の線量が１フレームごとに記録されていることになる。そこで、図３（ｃ）に示すように、動画ＭＶのフレーム画像ＦＩ中に現れたスポット数をカウント（スポットを計数）することにより、１フレームごとに、スマートフォンＳＰＨに照射されたＸ線の線量を算出し、スマートフォンＳＰＨを保持する放射線技師ＰＲＴが被曝したＸ線の線量を測定することができる。
【００４８】
このように第１実施形態では、フレームごとに線量が測定されるので、特に言及しない限り、以下では、１フレームの間の線量を単に線量と呼ぶ。この１フレームの間の線量を、フレームの時間間隔（フレーム間隔）で除することにより、線量率を算出することができる。従って、線量と線量率とは、実質的に等価である。
【００４９】
所望の期間に照射された線量は、フレームごとの線量を当該所望の期間に対応する複数のフレーム画像ＦＩについて積算すること、あるいは、当該所望の期間に対応する複数のフレーム画像ＦＩでカウントされたスポット数を積算し、積算されたスポット数（すなわち、複数のフレーム画像ＦＩに含まれるスポット数）から算出することができる。また、線量率を算出する際に、予め設定された計測単位時間（例えば、１秒）に照射された線量を算出し、算出された線量を計測単位時間で除することも可能である。
【００５０】
図４は、線量算出部１３４（図２）において実行される線量の算出処理の流れを示すフローチャートである。なお、線量算出部１３４は、図４のフローチャートに示すように処理を行うので、フローチャートの各ステップＳ１００〜Ｓ１０８に相当する機能部を有していると捉えることができる。
【００５１】
ステップＳ１０２において、線量算出部１３４は、動画データ再生部１３２から取得されたフレーム画像ＦＩ中のスポット数のカウントを行う。スポット数は、例えば、フレーム画像ＦＩにおいて輝度が２次元の極大値を取る点（極大点）を検出し、検出された極大点の数としてカウントされる。
【００５２】
線量算出部１３４は、ステップＳ１０４において、フレーム画像ＦＩの平均輝度を算出し、ステップＳ１０６において、平均輝度に基づいて、ステップＳ１０２でカウントされたスポット数を補正（補正スポット数を取得）する。このようにスポット数を補正することにより、フレーム画像ＦＩの平均輝度が高くなるに従ってスポット数が低くカウントされることを抑制することができる。なお、スポット数をカウントするステップＳ１０２と、平均輝度を算出するステップＳ１０４とは、順序を入れ替えることも可能である。
【００５３】
図５は、フレーム画像ＦＩの輝度（すなわち背景の輝度）がカウントされたスポット数に与える影響を示す説明図である。図５（ａ）は、スマートフォンＳＰＨによりグレーチャートを撮影するとともに、スマートフォンＳＰＨにＸ線を照射した際の１フレーム分の画像（フレーム画像ＦＩ）を示している。図５（ａ）に示すように、Ｘ線をスマートフォンＳＰＨに照射することにより、フレーム画像ＦＩ中に、背景となるグレーチャートの画像に重畳してスポットが現れている。
【００５４】
図５（ｂ）は、このグレーチャートの画像上において矩形の枠で囲んだ各領域において、平均輝度（背景輝度）Ｙと、カウントされたスポット数Ｎｓとの関係を評価した結果を示している。図５（ｂ）において、横軸および縦軸は、それぞれ、背景輝度Ｙおよびスポット数Ｎｓを表している。
【００５５】
図５（ｂ）に示すように、背景輝度Ｙとスポット数Ｎｓとの関係は、回帰直線により良好に表される。従って、補正後のスポット数Ｎｓ’は、背景輝度Ｙとスポット数Ｎｓとに当てはめられた回帰直線に基づいて決定することができる。具体的にいえば、回帰直線が以下の数式（１）で表される場合、補正後のスポット数Ｎｓ’は、数式（２）を用いて算出される。なお、このような背景輝度Ｙとスポット数Ｎｓとの関係は、スマートフォンＳＰＨの機種ごとに実験的に求めればよい。
【数１】
2018141636.tif 000003
【００５６】
スポット数の補正の後、ステップＳ１０８（図４）において、線量算出部１３４は、補正後のスポット数を線量に換算する。このように、カウントされたスポット数および、補正後のスポット数は、いずれもフレーム画像ＦＩから算出されるパラメータであるので、フレーム画像ＦＩの特性を表す画像特性値ともいうことができる。また、カウントされたスポット数および補正後のスポット数は、いずれもスポット数そのものであるので、スポット数と対応付けられていることは自明である。
【００５７】
図６は、線量率Ｒｄと補正されたスポット数Ｎｓ’との関係を示すグラフである。図６において、横軸および縦軸は、それぞれ、線量率Ｒｄおよび補正されたスポット数Ｎｓ’を表している。図６では、線量率Ｒｄとして、スマートフォンＳＰＨに近接して配置した校正用の線量計により測定した値を示している。図６に示すように、線量率Ｒｄとスポット数Ｎｓ’との関係も、回帰直線により良好に表される。線量率Ｒｄは、このように実験的に得られた回帰直線を用いて、スポット数Ｎｓ’から換算される。なお、線量率Ｒｄが零より高い特定の値以下の領域でスポット数Ｎｓ’が零となっている（すなわち、回帰直線の切片が負である）のは、スマートフォンＳＰＨ（図１）のレンズＬＮＳや筐体によりＸ線が吸収されたためと考えられる。このように、スポット数Ｎｓ’が零となる領域は、通常、不感帯あるいは不感領域と呼ばれる
【００５８】
Ａ４．第１実施形態の実施例：
第１実施形態の実施例として、背景の明るさを変え、フレーム画像ＦＩのスポット数から算出された線量率（算出線量率）と、校正用の線量計により測定した線量率（実測線量率）とを比較した。具体的には、特定の照明条件の下、Ｘ線の照射を行いながらスマートフォンＳＰＨ（図１）により動画の撮影を行い、撮影された動画から上述のように線量率を算出した。また、動画の撮影と同時に、校正用の線量計をスマートフォンＳＰＨに近接して配置し、動画撮影時の線量率を測定した。なお、背景の明るさは、照明装置の調光機能を利用して変更した。
【００５９】
図７は、実施例として、算出線量率と実測線量率とを比較した結果を示す説明図である。図７の写真は、線量率の算出に用いたフレーム画像を示している。図７のフレーム画像ＦＩの下には、当該フレーム画像における、カウントされたスポット数（計数スポット数）、平均輝度、補正後のスポット数（補正スポット数）、算出線量率、実測線量率、および、実測線量率に対する算出線量率の誤差（算出誤差）を示している。図７に示すように、実測線量率が比較的低い状態（約２０μＧｙ／ｓ）であるにもかかわらず、算出誤差は、十分に許容可能な±８％以内に収まっていることが確認できた。
【００６０】
次いで、Ｘ線のエネルギーが測定感度に与える影響を評価した。具体的には、照射するＸ線のエネルギーを種々設定した状態の下、照射されたＸ線の線量率と、補正後のスポット数との関係を求め、測定感度を評価した。測定感度は、線量率Ｒｄとスポット数Ｎｓ’とに当てはめられた回帰直線（図６参照）の傾き（換算係数）により評価した。なお、照射したＸ線のエネルギーは、Ｘ線管に印加する電圧（Ｘ線管印加電圧）を変更することにより調整した。図８は、Ｘ線のエネルギーと測定感度との関係を示すグラフであり、横軸および縦軸は、それぞれ、Ｘ線管印加電圧および換算係数を表している。図８に示すように、Ｘ線管に印加する電圧を８０ｋＶｐから１４０ｋＶｐまで変更した場合においても、換算係数の変動幅は、十分に許容可能な±６％以内に収まっていた。このことから、第１実施形態によれば、測定対象となるＸ線のエネルギーが変化しても、十分に高い精度で線量を測定することができることが分かった。
【００６１】
また、従来、撮像素子を用いてγ線の線量を測定すること（例えば、特許文献１参照）や、高エネルギーの陽子線の線量を測定すること（例えば、特開２００１−２５５３７２号公報参照）が知られていたが、エネルギーの比較的低いＸ線については、撮像素子を用いて線量を測定する技術は確立していなかった。しかしながら、今回、上記実施例で示すように、本発明によりＸ線の線量を撮像素子を用いて測定可能であることが確認できた。
【００６２】
次に、第１実施形態としてのスマートフォンＳＰＨ（図１）を用いた線量測定技術と、個人用の小型線量計（個人線量計）との測定感度の比較を行った。測定感度の比較は、スマートフォンＳＰＨに近接して個人線量計を配置し、補正後のスポット数と個人線量計の読取値とを比較した。図９は、個人線量計との性能比較結果を示すグラフである。図９において、横軸および縦軸は、それぞれ、Ｘ線管を駆動した際にＸ線管に流した電流（Ｘ線管電流）およびスポット数Ｎｓ’表している。また、図９のグラフにおいて、黒丸のマーカーに近接して表示した数字は、個人線量計の読取値を示している。なお、Ｘ線管が放射するＸ線の線量率は、Ｘ線管電流に比例するので、Ｘ線管電流は、照射されたＸ線の線量率に対応する。図９に示すように、第１実施形態によれば、個人線量計において測定が困難な低線量の領域においても、Ｘ線管電流に対してスポット数Ｎｓ’が直線的に変化した。このことから、第１実施形態によれば、一般的に使用される個人線量計よりも高い精度で線量測定が可能であることが分かった。
【００６３】
このように、第１実施形態では、放射線が照射される可能性がある環境において、外部光が入射し得る状態で撮影された動画ＭＶを記録する。そして、記録された動画ＭＶのフレーム画像ＦＩを解析することにより、スマートフォンＳＰＨに照射されたＸ線の線量が算出される。これにより、動画ＭＶを再生している状態で、録画時点における線量を確認できるので、被曝が発生した場合において、被曝発生時の状況を、動画ＭＶを視聴することにより事後的に確認することができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、線量の算出において、フレーム画像ＦＩに現れるスポット数をカウントするとともに、フレーム画像ＦＩの平均輝度によりカウントされたスポット数を補正する。そして、補正されたスポット数を線量に換算することで、線量を算出している。これにより、背景の輝度の影響を低減し、十分に高い精度で線量を測定することができる。
【００６５】
さらに、第１実施形態では、スマートフォンＳＰＨにおいて、線量測定機能を実現している。そのため、線量の測定をより手軽に行うことができる。なお、線量測定機能を実現するための機器としては、動画の録画および再生が可能であれば、スマートフォンＳＰＨの他、携帯電話機、携帯音楽プレーヤー、あるいは、携帯ビデオレコーダー等の種々の携帯機器を使用することができる。
【００６６】
なお、第１実施形態では、フレーム画像ＦＩの平均輝度によりカウントされたスポット数を補正しているが、スポット数の補正を省略することも可能である。この場合、背景の輝度がスポット数のカウントに影響を与えることを抑制するため、背景が確認できる程度に、絞りを十分に絞り、あるいは、シャッター速度を十分に速くすればよい。また、自動露出機能を用いて、背景の平均輝度がほぼ一定となるようにしても良い。但し、より確実に線量の測定精度を高くするため、背景輝度に基づいてスポット数の補正をするのが好ましい。
【００６７】
第１実施形態では、本発明をＸ線の線量の測定に適用しているが、本発明は、Ｘ線の線量の測定の他、γ線、電子線、あるいは、陽子線等、撮像素子１０４に到達し得る放射線であれば、種々の放射線の線量の測定に適用することができる。
【００６８】
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ１．線量の算出：
図１０は、第２実施形態における線量の算出処理の流れを示すフローチャートである。第２実施形態は、取得されたフレーム画像から線量を算出する処理が第１実施形態と異なっている。他の点は、第１実施形態と同様である。そのため、以下では、第１実施形態と共通する部分については、その説明を省略する。
【００６９】
図１１は、第２実施形態の線量の算出処理において実行される画像処理の様子を示す説明図である。線量算出部１３４（図２）が動画データ再生部１３２から取得したフレーム画像ＦＩを示している。図１１（ａ）に示すフレーム画像ＦＩは、Ｘ線が照射されている状態で撮影された画像であるため、上述のように、スポットが現れている。
【００７０】
ステップＳ２０２において、線量算出部１３４（図２）は、動画データ再生部１３２から取得したフレーム画像ＦＩに平滑化処理を施すことにより、平滑化画像を生成する。平滑化処理は、周知のメディアンフィルターを用いて行うことができる。なお、平滑化処理に使用するフィルターとしては、メディアンフィルターの他、移動平均フィルターやガウシアンフィルター等を用いることも可能である。但し、フレーム画像ＦＩと平滑化画像とから生成される差分画像（後述する）に、フレーム画像ＦＩ中のエッジのぼけに起因する偽像（アーチファクト）が現れることを抑制するため、メディアンフィルターを用いるのが好ましい。
【００７１】
一般的に、フレーム画像ＦＩ中に現れるスポットの大きさは、Ｘ線の光子が入射した１画素分程度の大きさであるため、フレーム画像ＦＩに平滑化処理を施すことにより、スポットは十分に除去される。そのため、フレーム画像ＦＩ中のエッジのぼけを十分に抑制した状態においても、図１１（ｂ）に示すように、スポットが除去された平滑化画像が得られる。
【００７２】
平滑化画像の生成の後、ステップＳ２０４において、線量算出部１３４は、フレーム画像ＦＩから平滑化画像を減算し、差分画像を生成する。差分画像は、スポットが現れているフレーム画像ＦＩからスポットが除去された平滑化画像を減算することにより生成されるので、図１１（ｃ）に示すように、差分画像は、背景が除去され、ほぼスポットのみが含まれる画像となる。
【００７３】
ステップＳ２０６において、線量算出部１３４は、差分画像中のスポット数をカウントする。スポット数のカウントは、第１実施形態の線量の算出処理（図４）におけるスポット数のカウント（ステップＳ１０２）と同様に行うことができる。ステップＳ２０８において、線量算出部１３４は、スポット数を線量に換算する。スポット数の線量への換算も、第１実施形態の線量の算出処理（図４）におけるスポット数の線量への換算（ステップＳ１０８）と同様に行うことができる。
【００７４】
このように、第２実施形態では、スポット数のカウントには、背景が除去された差分画像が使用される。そのため、背景の平均輝度の高低にかかわらず、十分に高い精度で、スポット数をカウントすることができるので、第２実施形態では、スポット数の補正を省略している。カウントされたスポット数は、差分画像から算出されるパラメータであるので、差分画像の特性を表す差分画像特性値ということができる。また、差分画像はフレーム画像ＦＩから生成された画像であるので、スポット数は、差分画像特性値であるとともに、フレーム画像ＦＩの特性を表す画像特性値ということもできる。
【００７５】
Ｂ２．第２実施形態の実施例：
第２実施形態の実施例として、スポット数と、校正用の線量計により測定した線量率との関係を評価した。具体的には、Ｘ線の照射を行いながらスマートフォンＳＰＨ（図１）により動画の撮影を行い、撮影された動画から上述のようにスポット数をカウントした。また、動画の撮影と同時に、校正用の線量計をスマートフォンＳＰＨに近接して配置し、動画撮影時の線量率を測定した。
【００７６】
図１２は、線量率Ｒｄとスポット数Ｎｓ”との関係を示すグラフである。図１２において、横軸および縦軸は、それぞれ、実測された線量率Ｒｄおよびスポット数Ｎｓ”を表している。図１２に示すように、第２実施形態においても、線量率Ｒｄとスポット数Ｎｓ”との関係は、回帰直線により良好に表された。このことから、第２実施形態によっても、十分に高い精度で線量を測定することが可能であることが分かった。
【００７７】
Ｂ３．第２実施形態の変形例：
図１０に示すように、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、フレーム画像ＦＩ中に現れるスポットの数をカウントし（ステップＳ２０６）、カウントされたスポット数を線量に換算している。しかしながら、第２実施形態では、ステップＳ２０６において、フレーム画像ＦＩから平滑化画像を減算することで、背景が除去され、ほぼスポットのみが含まれる差分画像を生成している。そのため、スポット数に対応する差分画像特性値として、スポット数の他、差分画像の特性を表す種々のパラメータを用いることも可能である。このような、パラメータとしては、例えば、差分画像の平均輝度、あるいは、差分画像の輝度分散を用いることができる。ここで、輝度分散とは、輝度の標準偏差を２乗したパラメータである。
【００７８】
図１３は、差分画像の特性を表す種々のパラメータが線量の算出に利用可能か否かを評価した結果を示す説明図である。具体的には、第２実施形態の実施例において撮影した動画について、差分画像特性値として平均輝度Ｙと輝度分散σ２（「ＳＤ２」とも表記される）を算出し、実測した線量率Ｒｄと、平均輝度Ｙおよび輝度分散σ２との関係を評価した。
【００７９】
図１３（ａ）は、線量率Ｒｄと、平均輝度Ｙとの関係を示すグラフである。図１３（ａ）に示すように、線量率Ｒｄと平均輝度Ｙとの関係は、回帰直線により比較的良好に表された。このことから、差分画像の平均輝度Ｙを用いて線量を算出することも十分に有効であることが確認できた。但し、図１２に示す線量率Ｒｄとスポット数Ｎｓ”との関係と比較して、平均輝度Ｙのばらつきが大きく、特に線量率Ｒｄが低い領域（２００μＧｙ／ｓ以下）においては、平均輝度Ｙが回帰直線から大きく外れた。
【００８０】
図１３（ｂ）は、線量率Ｒｄと、輝度分散σ２との関係を示すグラフである。図１３（ｂ）に示すように、線量率Ｒｄと輝度分散σ２との関係も、回帰直線により比較的良好に表された。このことから、差分画像の輝度分散σ２を用いて線量を算出することも十分に有効であることが確認できた。但し、線量率Ｒｄが特に低い領域（１００μＧｙ／ｓ以下）においては、非線形性が認められた。また、図１２に示す線量率Ｒｄとスポット数Ｎｓ”との関係と比較して、平均輝度Ｙを用いた場合（図１３（ａ））ほどではないが、線量率Ｒｄの高低にかかわらず輝度分散σ２のばらつきが大きくなった。
【００８１】
これらの結果から、より高い精度で線量測定を行う場合には、平均輝度Ｙよりも輝度分散σ２を用いて線量を算出するのがより好ましく、輝度分散σ２よりもスポット数Ｎｓ”を用いて線量を算出するのがさらに好ましいことが分かった。一方、輝度分散σ２の算出に要する計算量は、平均輝度Ｙの算出に要する計算量よりも多く、スポット数Ｎｓ”の算出に要する計算量よりも少ない。そのため、より容易に線量の算出をするためには、スポット数Ｎｓ”よりも輝度分散σ２を用いて線量を算出するのがより好ましく、輝度分散σ２よりも平均輝度Ｙを用いて線量を算出するのがさらに好ましい。
【００８２】
このように、第２実施形態では、フレーム画像ＦＩから平滑化画像を減算することによりほぼスポットのみを含む差分画像を生成し、生成された差分画像中のスポット数をカウントする。そして、カウントされたスポット数を線量に換算することで、線量を算出している。そのため、第１実施形態と同様に、背景の輝度の影響を低減し、十分に高い精度で線量を測定することができる。
【００８３】
また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、外部光が入射し得る状態で撮影された動画ＭＶのフレーム画像ＦＩを解析することにより、スマートフォンＳＰＨに照射されたＸ線の線量が算出される。そのため、被曝が発生した場合において、被曝発生時の状況を、動画ＭＶを視聴することにより事後的に確認することができる。
【００８４】
第１実施形態では、フレーム画像ＦＩにおいて直接スポット数をカウントしているので、背景の輝度が極めて高くなった場合に、スポットと背景との弁別が困難となり、補正を行っても正確なスポット数を取得することが困難になる虞がある。一方、第２実施形態は、ほぼスポットのみを含む差分画像においてスポット数をカウントしているので、このように、背景の輝度が極めて高い場合においても、より正確にスポット数をカウントすることができる。この点において、第２実施形態は、第１実施形態よりも好ましい。
【００８５】
一方、第２実施形態では、フレーム画像ＦＩから平滑化画像を減算することにより、スポット数のカウント対象となる差分画像を生成している。そのため、フレーム画像ＦＩにおける背景のコントラストが極めて高い場合には、差分画像に、平滑化処理によるフレーム画像ＦＩ中のエッジのぼけに起因する偽像が現れ、正確なスポット数の取得が困難になる虞がある。一方、第１実施形態は、フレーム画像ＦＩにおいて直接スポット数をカウントしているので、偽像は発生せず、より正確にスポット数をカウントすることができる。この点において、第１実施形態は、第２実施形態よりも好ましい。
【００８６】
Ｃ．第３実施形態：
Ｃ１．線量率時間変化の測定：
上述のように、本発明の線量測定技術では、Ｘ線が照射される可能性がある環境に置かれたスマートフォンＳＰＨ（図２）において動画を撮影し、撮影された動画を解析することにより、スマートフォンＳＰＨに照射されたＸ線の線量を算出している。動画は、フレーム間隔（通常、１／２４０〜１／３０ｓ）で撮影された複数のフレーム画像ＦＩを含んでいるため、フレームごとに線量を算出することにより、フレーム間隔の時間分解能で線量率の時間変化を測定することができる。そこで、第３実施形態として、第１実施形態と同様に、フレームごとに線量を算出し、線量率の時間変化を測定した。なお、測定に使用したスマートフォンＳＰＨの構成、および、線量の算出方法については、第１実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００８７】
ところで、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳ（図１）では、散乱したＸ線（散乱線）がＸ線断層撮影された画像に影響を与える。そのため、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの特定の場所における散乱線の線量率を測定し、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの性能を評価することが行われている。特定の場所における散乱線の線量率は、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳにおいてＸ線管とＸ線検出装置とが格納されたガントリーを回転させることにより変化するため、散乱線の測定には、高い時間分解能（０．１〜０．５ｍｓ）で線量率の時間変化を測定することが可能なリアルタイム線量計が使用されている。しかしながら、このようなリアルタイム線量計は、高価であるばかりでなく、ノイズの影響を受けやすく、線量率が低い場合には測定そのものが困難となる。また、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの性能の評価方法によっては、必ずしも時間分解能が高い必要はなく、動画で使用可能なフレーム間隔（１／２４０≒４．１７ｍｓ）程度の時間分解能であっても十分に有効であると考えられる。そこで、第３実施形態として、スマートフォンＳＰＨによりフレーム間隔を１／２４０として撮影された動画を解析することにより線量率の時間変化を測定し、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの性能評価として有用か否かを評価した。
【００８８】
図１４は、線量率の時間変化を測定した結果を示すグラフである。測定した線量率は、ガントリーを毎秒１回転で回転させた状態でＸ線を１秒間照射した際の、散乱線の線量率である。図１４において、実線は、フレーム画像ＦＩ中のスポット数（補正後のスポット数）から算出された線量率（算出線量率）を示し、破線は、リアルタイム線量計により測定された線量率（実測線量率）を示している。また、図１４の横軸および縦軸は、それぞれ、時間および線量率（任意スケール）を表している。なお、図１４においては、図示の便宜上、算出線量率と実測線量率とを縦軸方向にずらしてプロットしている。図１４に示すように、算出線量率は、実測線量率と同様のパターンで変化した。このことから、ガントリーを毎秒１回転で回転させた状態においては、フレーム画像ＦＩ中のスポット数から線量率を算出することにより、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの性能評価を行うことが可能であることが分かった。
【００８９】
Ｃ２．リアルタイム線量計との測定感度の比較：
第３実施形態の線量測定技術と、リアルタイム線量計とにおいて、線量率の測定感度を比較した。上述のように、リアルタイム線量計では、線量率が低い領域（例えば、１００μＧｙ／ｓ以下）では、線量率を測定することが困難である。そこで、リアルタイム線量計では測定が困難な線量率を含む領域で、スポット数が校正用の線量計により測定した線量率に対応した値となるか否かを確認した。
【００９０】
図１５は、リアルタイム線量計との線量率測定感度の比較結果を示すグラフである。図１５において、横軸および縦軸は、それぞれ、校正用線量計により測定された線量率Ｒｄ、および、フレーム画像ＦＩから算出された補正後のスポット数Ｎｓ’を表している。また、線量率Ｒｄとスポット数Ｎｓ’との対応を表すマーカーは、リアルタイム線量計の測定可能範囲については黒丸とし、リアルタイム線量計の測定可能範囲外については白抜きの四角形とした。図１５に示すように、第３実施形態によれば、リアルタイム線量計の測定可能範囲外においても、線量率Ｒｄに対してスポット数Ｎｓ’が直線的に変化した。このことから、第３実施形態によれば、リアルタイム線量計よりも高い測定感度で線量を測定することが可能であることが分かった。
【００９１】
このように、第３実施形態では、本発明の線量測定技術を線量率の時間変化の測定に適用することにより、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳの性能の評価等、特定の条件下における線量率の時間変化の測定に関しては、十分に高い時間分解能で測定することができる。そのため、第３実施形態によれば、線量率の時間変化の測定をより手軽に行うことが可能となる。さらに、本発明の線量測定技術を線量率の時間変化の測定に適用した第３実施形態によれば、線量率が低い領域において、リアルタイム線量計と比較してより高い精度で線量率を測定することができる。
【００９２】
さらに、第３実施形態は、本発明の線量測定技術を適用しているので、動画ＭＶを再生している状態で、録画時点における線量を確認できる。そのため、Ｘ線断層撮影装置ＣＴＳにおけるガントリーの回転状態と散乱線の線量との関係、あるいは、一般Ｘ線撮影装置におけるＸ線管の位置と散乱線の線量との関係等をより容易に把握することができる。
【００９３】
なお、第３実施形態では、本発明の線量測定技術を線量率の時間変化の測定に適用しているが、線量率の時間変化の測定に際しては、レンズＬＮＳの外側に可視光を遮蔽し放射線を透過させる遮光部材を取り付けること等の方法により、外部光が入射しない状態で動画を撮影するものとしても良い。この場合、補正をしていないフレーム画像ＦＩ中のスポット数、フレーム画像ＦＩの輝度分散、あるいは、フレーム画像ＦＩの平均輝度を線量率に換算すればよい。また、線量率の時間変化について、時間変化のパターンのみを評価する場合においては、線量率（線量）への換算を省略し、スポット数、輝度分散、あるいは、平均輝度を線量率に相当するパラメータ（線量率パラメータ）として扱うことも可能である。
【００９４】
Ｃ３．時間分解能の改善：
第３実施形態において線量率の時間変化を測定する場合、上述の通り、その時間分解能は、フレーム間隔が上限となる。しかしながら、Ｘ線の照射時間等を測定する場合においては、その時間分解能をフレーム間隔よりも短くすることも可能である。図１６は、照射時間を測定する場合において、時間分解能が改善される様子を示す説明図である。図１６（ａ）および図１６（ｃ）は、それぞれ、スマートフォンＳＰＨ（図１）に照射されたＸ線の線量率（照射線量率）の時間変化、および、算出されたフレームごとの線量（フレーム線量）の時間変化を表すグラフである。図１６（ｂ）は、動画を構成する各フレームを表す模式図である。また、図１６（ｂ）は、照射時間を修正し、時間分解能が改善される様子を示す模式図である。図１６（ａ）ないし図１６（ｄ）において、横軸は時間を表している。また、図１６（ａ）および図１６（ｃ）において、縦軸は、それぞれ、照射線量率およびフレーム線量を表している。
【００９５】
図１４に示すように、Ｘ線の照射を開始あるいは停止した場合、開始時点および停止時点において、線量率は急峻に変化する。また、照射されるＸ線の線量率は、通常、一定に維持される。そのため、図１６（ａ）に示すように、照射線量率の時間変化を表すグラフは、矩形形状となる。
【００９６】
図１６（ｂ）の例では、動画はｎフレーム分だけ撮影されており、Ｘ線の照射は、動画の２番目のフレームＦ［２］の途中から、ｎ−１番目のフレームＦ［ｎ−１］の途中までの期間に行われている。そのため、図１６（ｃ）に示すように、フレーム線量は、２番目のフレームＦ［２］およびｎ−１番目のフレームＦ［ｎ−１］において、照射が継続されている３番目のフレームＦ［３］からｎ−２番目のフレームＦ［ｎ−２］と比較して低くなっている。このように、フレーム線量が一定に保たれているフレームにおいては、Ｘ線の照射が継続されており、フレーム線量が低くなっているフレームの途中において、Ｘ線の照射が開始され、あるいは、停止されたものと判断することができる。
【００９７】
このように、フレームの途中においてＸ線の照射が開始あるいは停止された場合、当該フレームにおけるフレーム線量の、照射が継続されているフレームにおけるフレーム線量に対する比率は、フレーム中においてＸ線が照射されている時間の、フレーム間隔に対する比率に等しくなる。
【００９８】
図１６の例では、２番目のフレームＦ［２］では、フレーム後半の１／２の期間においてＸ線が照射されており、ｎ−１番目のフレームＦ［ｎ−１］では、フレーム前半の１／４の期間においてＸ線が照射されている。そのため、２番目のフレームＦ［２］とｎ−１番目のフレームＦ［ｎ−１］とにおけるフレーム線量は、それぞれ、Ｘ線の照射が継続されているフレームＦ［３］〜Ｆ［ｎ−２］におけるフレーム線量の１／２と１／４とになっている。
【００９９】
そこで、図１６（ｄ）に示すように、Ｘ線の照射が継続されているフレームＦ［３］〜Ｆ［ｎ−２］におけるフレーム線量よりもフレーム線量が低いフレームＦ［２］，Ｆ［ｎ−１］については、フレーム線量の比に応じて照射時間を修正するとともに、Ｘ線の照射が継続されているフレームＦ［３］〜Ｆ［ｎ−２］の直前のフレームＦ［２］では、修正された照射時間の分だけフレームＦ［２］の最後よりも前からＸ線の照射が開始され、Ｘ線の照射が継続されているフレームＦ［３］〜Ｆ［ｎ−２］の直後のフレームＦ［ｎ−１］では、修正された照射時間の分だけフレームＦ［ｎ−１］の最初よりも後にＸ線の照射が停止されたものとする。これにより、Ｘ線の照射時間をフレーム間隔よりも短い時間分解能で測定することが可能となる。
【０１００】
図１６の例では、照射時間を修正することにより、フレームＦ［２］におけるＸ線の照射時間はフレーム間隔の１／２となり、フレームＦ［ｎ−１］におけるＸ線の照射時間はフレーム間隔の１／４となる。そして、Ｘ線の照射時間は、フレーム線量が一定となるフレームＦ［３］〜Ｆ［ｎ−２］に対応する期間（定線量期間）の時間的長さ、定線量期間の直前のフレームＦ［２］における修正後の照射時間、および、定線量期間の直後のフレームＦ［ｎ−１］における修正後の照射時間を合算することにより算出される。
【０１０１】
このように照射時間の算出の際に定線量期間の時間的長さに合算された定線量期間の直前および直後のフレームＦ［２］，Ｆ［ｎ−１］における修正後の照射時間は、それぞれのフレームにおけるフレーム線量と定線量期間のフレームＦ［３］〜Ｆ［ｎ−２］におけるフレーム線量（基準線量）との比に基づいて、照射時間の測定における時間分解能であるフレーム間隔を補正した時間となる。
【０１０２】
なお、図１６の例では、定線量期間の直前および直後のフレームＦ［２］，Ｆ［ｎ−１］において、フレーム線量と基準線量との比に基づいてフレーム間隔を補正しているが、一般的には、それぞれのフレームにおけるフレーム線量と基準線量とに基づいて、フレーム間隔を補正すればよい。例えば、照射開始時の照射線量率の立ち上がりや照射停止時の照射線量率の立ち下がりが十分に急峻でない場合、照射線量率の立ち上がり特性や立ち下がり特性を考慮してフレーム間隔を補正することも可能である。
【０１０３】
このように、線量率が一定の放射線が照射された時間を測定する際に、照射時間を、定線量期間の直前のフレームおよび直後のフレームのそれぞれにおいて、フレーム線量と基準線量とに基づいて補正されたフレーム間隔と、定線量期間の時間的長さとを合算して算出することにより、フレーム間隔よりも高い時間分解能で、放射線の照射時間を測定することができる。
【０１０４】
Ｄ．変形例：
なお、本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０１０５】
Ｄ１．変形例１：
上記各実施形態では、線量測定機能を実現するため、動画の録画および再生が可能な携帯機器であるスマートフォンＳＰＨを用いている。しかしながら、線量測定機能は、必ずしも携帯機器を用いて実現する必要はない。例えば、動画の録画および再生が可能なパーソナルコンピュータ等を用いて線量測定機能を実現することも可能である。但し、より手軽に線量を測定することができる点で、スマートフォンＳＰＨ等の携帯機器により線量測定機能を実現するのが好ましい。
【０１０６】
Ｄ２．変形例２：
上記各実施形態では、一体のスマートフォンＳＰＨにおいて、動画ＭＶを撮影する機能、動画ＭＶを記録する機能、および、記録された動画ＭＶを用いて線量を算出する機能とを実現しているが、これらの各機能の少なくとも一部を別体の装置において実現することも可能である。例えば、動画ＭＶを撮影する機能を有する監視カメラ、動画ＭＶを記録する機能を有する録画装置、および、記録された動画ＭＶを用いて線量を算出する機能を有する解析用コンピュータを用いて、本発明を実施することも可能である。また、動画ＭＶを撮影する機能と動画ＭＶを記録する機能とを有するビデオレコーダー、および、記録された動画ＭＶを用いて線量を算出する機能を有する解析用コンピュータを用いて、本発明を実施するものとしても良い。但し、より手軽に線量を測定することができる点で、これら各機能を一体の装置において実現するのが好ましい。また、本発明は、これら各機能のうち、記録された動画ＭＶを用いて線量を算出する機能のみを実現する装置（線量評価装置）として実施することも可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０２…表示パネル
１０４…撮像素子
１０６…マイクロフォン
１０８…スピーカ
１１０…記録処理部
１１２…画像取得部
１１４…音声取得部
１１６…動画データ生成部
１２０…動画記録部
１３０…解析処理部
１３２…動画データ再生部
１３４…線量率算出部
１３６…表示処理部
ＡＰＭ，ＡＰＳ…開口部
ＢＥＤ…寝台
ＣＴＳ…線断層撮影装置
ＬＮＳ…レンズ
ＰＲＴ…放射線技師
ＰＳＪ…被験者
ＳＰＨ…スマートフォン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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