(57)【要約】【課題】簡易に平均乳腺線量を測定することができる放射線撮影装置、放射線撮影システム、及び情報処理装置を提供する。【解決手段】放射線撮影装置１００において、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄが設けられたファントム２０に対してＸ線を照射して撮影を行ない、医用画像読取装置２００において当該ファントムを示す画像データを取得し、医用画像処理装置３００において、取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出して表示する。【選択図】図１
2009082498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なって当該ファントムを示す画像データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出する導出手段と、
前記導出手段により導出された平均乳腺線量を表示する表示手段と、
を備えた乳房用の放射線撮影装置。
【請求項２】
Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって当該ファントムを示す画像が記録された記録媒体を読み取ることによって前記ファントムを示す画像データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出する導出手段と、
前記導出手段により導出された平均乳腺線量を表示する表示手段と、
を備えた乳房用の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記導出手段は、前記取得手段により取得された画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた２つ以上の領域の間の平均画素値から所定の指標値を求め、当該指標値に基づいて前記半価層を推定する
請求項１又は請求項２記載の乳房用の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記予め定められた２つ以上の領域の間の平均画素値から求まる指標値と前記半価層との対応関係を示す半価層情報を予め記憶した第１記憶手段をさらに備え、
前記導出手段は、前記第１記憶手段に記憶された半価層情報に基づいて、前記求めた指標値から前記半価層を推定する
請求項３記載の乳房用の放射線撮影装置。
【請求項５】
半価層別に、前記予め定められた領域の前記相関値と前記入射線量との対応関係を示す入射線量情報を予め記憶した第２記憶手段をさらに備え、
前記導出手段は、前記第２記憶手段に記憶された入射線量情報に基づいて、前記求めた相関値から前記入射線量を推定する
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の乳房用の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記表示手段は、前記導出手段により導出された平均乳腺線量が所定の許容量よりも大きい場合に警告を表示する
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の乳房用の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記ファントムは、撮影された画像の画質に関する評価を行なうためのものである
請求項１〜請求項６の何れか１項記載の乳房用の放射線撮影装置。
【請求項８】
Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって当該ファントムを示す画像が記録された記録媒体を読み取ることによって前記ファントムを示す画像データを取得する読取装置と、
前記読取装置により取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出する導出処理を行なう情報処理装置と、
前記情報処理装置により導出された平均乳腺線量を表示する表示装置と、
を備えた乳房用の放射線撮影システム。
【請求項９】
Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって取得された当該ファントムを示す画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出する導出処理を行なう導出手段、
を備えた情報処理装置。
【請求項１０】
Ｘ線に対して所定の透過率を有する定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって当該ファントムを示す画像データを取得し、
取得された前記画像データにより示される画像の前記定透過率領域に対応する領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて前記入射線量を導出する、
入射線量導出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置、放射線撮影システム、情報処理装置、及び入射線量導出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を用いた撮影方法は様々な分野で利用されており、特に医療分野においては、診断のための最も重要な手段の一つとなっている。最初のＸ線写真が実現されてから、Ｘ線写真法は数々の改良を重ねられ、現在では蛍光スクリーンとＸ線フィルムを組み合わせた方法が主流となっている。
【０００３】
一方、近年においては、Ｘ線ＣＴや超音波、ＭＲＩ等の様々なディジタル化された装置が実用化されており、病院内での診断情報処理システム等の構築が進められようとしている。Ｘ線画像についてもディジタル化するための多くの研究がなされており、輝尽性蛍光体を用いた放射線撮影方法が確立され、従来のＸ線写真法に置き換わるものとして注目されている。
【０００４】
輝尽性蛍光体（蓄積性蛍光体）とは、放射線を照射されることにより、その放射線エネルギーの一部を蓄積し、その後、可視光等の励起光を照射されることにより、蓄積しているエネルギーに応じて輝尽発光する物質であり、その存在は従来から知られていた。これを用いた放射線撮影方法とは、次のようなものである。即ち、まず、画像撮影装置を用いて、輝尽性蛍光体を塗布したシート状の記録シートに人体等の被写体の放射線画像を撮影して記録する。次に、画像読取装置を用いて、その記録シートをレーザ光等の励起光で走査し、これによって生じた輝尽発光光を、画像読取装置のフォトマルチプライヤ（光電子増幅管）によって光電的に読み取る。このようにして得られたアナログの画像信号に基づいて、ディジタルの画像データを得る。さらに、医用画像処理装置を用いて、この画像データを適切に処理した後に、ＣＲＴ等のディスプレイに出力したり、レーザプリンタ等によりフィルムに印刷する。これにより、被検体を透過した放射線のエネルギーレベルが濃淡によって可視化された放射線画像を得ることができる。
【０００５】
ところで、このような放射線画像を医療診断等に利用する際には、放射線撮影システムの信頼性が高く保証されている必要があり、そのために、放射線撮影システムの性能を随時測定して検証しなければならない。シートの輝尽性蛍光体や画像読取装置を含む放射線撮影システムのいずれかが劣化したり、異常を生じると、正常な放射線画像を得ることができなくなり、画像を解析する際の信頼性が損なわれるからである。また、高レベルの放射線エネルギーの照射は人体に悪影響を与えるので、放射線撮影システムの性能の検証は、安全面においても重要である。
【０００６】
特に、乳房用の放射線撮影システム（マンモグラフィー（Mammography））では、照射される放射線エネルギーの人体に影響を考慮して平均乳腺線量を測定して評価している。この平均乳腺線量の測定手法として、例えば、非特許文献１には、管電圧を変化させて照射するＸ線の線質を変化させ、線量計とアルミプレートを用いて平均乳腺線量を測定する手法が記載されている。
【０００７】
一方、放射線撮影システムでは、物理ファントムや身体模倣ファントムを撮影した画像を用いて、例えば、リニアリティ、ダイナミックレンジ、鮮鋭度、コントラスト、Ｓ/Ｎ比、縮率等の画質評価項目の評価を行なっている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、ファントムを撮影して得られた放射線画像を用いて所望の画質評価項目の評価を行うことにより、その放射線画像検出器の品質を測定する技術が開示されている。
【非特許文献１】財団法人日本放射線技術学会  放射線医療技術学叢書（１４−３）  乳房撮影精度管理マニュアル（改訂版）  Ｐ８５〜
【特許文献１】特開２００４−２９８６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の乳房用の放射線撮影システムでは、平均乳腺線量を評価とフォントムを用いた画像の品質の測定を別々に行なわねばならず、煩雑である、という問題点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、簡易に平均乳腺線量を測定することができる放射線撮影装置、放射線撮影システム、及び情報処理装置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】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の乳房用の放射線撮影装置は、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なって当該ファントムを示す画像データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出する導出手段と、前記導出手段により導出された平均乳腺線量を表示する表示手段と、を備えている。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、取得手段により、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なって当該ファントムを示す画像データが取得され、導出手段により、取得手段により取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層が推定されると共に、当該画像データにより示される画像の複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて前記入射線量が推定され、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量が導出され、表示手段により、導出手段により導出された平均乳腺線量が表示される。なお、表示手段による表示には、ディスプレイ装置等による可視表示、プリンタ等による永久可視表示、スピーカ等による可聴表示等が含まれる。
【００１３】
このように、請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なって得られたファントムを示す画像データに基づいて平均乳腺線量が導出されて表示されるので、簡易に平均乳腺線量を測定することができる。
【００１４】
一方、上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明の乳房用の放射線撮影装置は、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって当該ファントムを示す画像が記録された記録媒体を読み取ることによって前記ファントムを示す画像データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出する導出手段と、前記導出手段により導出された平均乳腺線量を表示する表示手段と、を備えている。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、取得手段により、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって当該ファントムを示す画像が記録された記録媒体を読み取ることによって前記ファントムを示す画像データが取得され、導出手段により、取得手段により取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層が推定されると共に、当該画像データにより示される画像の複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて前記入射線量が推定され、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量が導出され、表示手段により、導出手段により導出された平均乳腺線量が表示される。
【００１６】
よって、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、簡易に平均乳腺線量を測定することができる。
【００１７】
なお、請求項１又は請求項２に記載の発明は、請求項３に記載の発明のように、前記導出手段が、前記取得手段により取得された画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた２つ以上の領域の間の平均画素値から所定の指標値を求め、当該指標値に基づいて前記半価層を推定してもよい。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項４に記載の発明のように、前記予め定められた２つ以上の領域の間の平均画素値から求まる指標値と前記半価層との対応関係を示す半価層情報を予め記憶した第１記憶手段をさらに備え、前記導出手段が、前記第１記憶手段に記憶された半価層情報に基づいて、前記求めた指標値から前記半価層を推定してもよい。
【００１９】
また、請求項１〜請求項４に記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、半価層別に、前記予め定められた領域の前記相関値と前記入射線量との対応関係を示す入射線量情報を予め記憶した第２記憶手段をさらに備え、前記導出手段が、前記第２記憶手段に記憶された入射線量情報に基づいて、前記求めた相関値から前記入射線量を推定してもよい。
【００２０】
また、請求項１〜請求項５に記載の発明は、請求項６に記載の発明のように、前記表示手段が、前記導出手段により導出された平均乳腺線量が所定の許容量よりも大きい場合に警告を表示してもよい。
【００２１】
さらに、請求項１〜請求項６に記載の発明は、請求項７に記載の発明のように、前記ファントムが、撮影された画像の画質に関する評価を行なうためのものであってもよい。
【００２２】
一方、上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明の乳房用の放射線撮影システムは、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって当該ファントムを示す画像が記録された記録媒体を読み取ることによって前記ファントムを示す画像データを取得する読取装置と、前記読取装置により取得された画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出する導出処理を行なう情報処理装置と、前記情報処理装置により導出された平均乳腺線量を表示する表示装置と、を備えている。
【００２３】
よって、請求項８に記載の発明は、請求項２に記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、簡易に平均乳腺線量を測定することができる。
【００２４】
一方、上記目的を達成するために、請求項９に記載の情報処理装置は、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって取得された当該ファントムを示す画像データに基づき、照射されたＸ線の半価層を推定すると共に、当該画像データにより示される画像の前記複数の定透過率領域に対応する領域のうち、予め定められた領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて入射線量を推定し、当該推定した半価層及び入射線量から平均乳腺線量を導出する導出処理を行なう導出手段、を備えている。
【００２５】
よって、請求項９に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、簡易に平均乳腺線量を測定することができる。
【００２６】
一方、請求項１０に記載の入射線量導出方法は、Ｘ線に対して所定の透過率を有する定透過率領域が設けられたファントムに対してＸ線を照射して撮影を行なうことによって当該ファントムを示す画像データを取得し、取得された前記画像データにより示される画像の前記定透過率領域に対応する領域の画素値に含まれるノイズ量に相関する相関値を求め、当該相関値に基づいて前記入射線量を導出する。
【００２７】
よって、請求項１０に記載の発明は、簡易に入射線量を導出することができる。
【発明の効果】
【００２８】
このように、本発明によれば、簡易に平均乳腺線量を測定することができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、本発明を、乳房用の放射線撮影システムに適用した場合について説明する
図１には、本実施の形態に係る乳房用の放射線撮影システム５の概略構成が示されている。
【００３０】
同図に示すように、この放射線撮影システム５は、放射線撮影を行うことによって記録シート１０に放射線画像情報を記録する放射線撮影装置１００と、記録シート１０に記録された放射線画像情報を読み取って画像データを取得する医用画像読取装置２００と、医用画像読取装置２００から入力された画像データについて所定の処理を行う医用画像処理装置３００とを含んでいる。これらの放射線撮影装置１００、医用画像読取装置２００、及び、医用画像処理装置３００は、ネットワークＮ１を介して互いに接続されている。
【００３１】
このネットワークＮ１には、放射線画像の撮影に関する様々な業務を管理するために使用される放射線情報管理システム（radiology information system、以下「ＲＩＳ」という。）５００や、病院全体の管理を行うために使用される病院情報管理システム（hospital information system、以下「ＨＩＳ」という。）５１０や、インターネット５２０を介してメンテナンスセンタ５３０と通信を行うための通信制御部５４０も接続されている。さらに、必要に応じて、病院のデータベースサーバや、ＩＤカードリーダや、端末装置等の外部装置５５０がネットワークＮ１に接続される。
【００３２】
放射線撮影装置１００は、被検体を介して記録シート１０に放射線を照射することにより、被検体を透過した放射線を被検体に関する放射線画像情報として記録シート１０に記録する装置である。記録シート１０は、照射された放射線のエネルギーを蓄積する輝尽性蛍光体物質が塗布されたシート（輝尽性蛍光体シート）であり、放射線画像情報を記録する記録媒体として用いられる。
【００３３】
放射線撮影装置１００は、記録シート１０の位置を上下に移動させることにより、被検者の撮影位置を調節する撮影位置昇降機構１０１と、被検体の足の位置を決める撮影台１０２と、被検体に照射される放射線を発生する放射線発生部１０３と、与えられた撮影条件に従って放射線発生部１０３等を制御する撮影制御部１０４と、様々な命令や撮影条件を入力するために用いられる入力部１０５とを含んでいる。撮影制御部１０４は、ネットワークＮ１に接続されており、ネットワークＮ１を介して撮影条件を設定することも可能である。
【００３４】
放射線撮影システム５では、検査を行う場合、ファントム２０が被検体として放射線撮影装置１００に配置される。そして、所定の撮影条件の下で放射線撮影を行うことにより、ファントム２０の放射線画像情報が記録シート１０に記録される。撮影後、記録シート１０は、医用画像読取装置２００の所定の位置にセットされる。なお、ファントム２０については、後で詳しく説明する。
【００３５】
医用画像読取装置２００は、記録シート１０に記録されている放射線画像情報を光電的に読み取り、記録シート１０に照射された放射線のエネルギーレベルをデータに変換することにより、ファントム２０を示す画像データを取得する。放射線画像情報の読み取りは、次のようにして行われる。即ち、レーザ光源２０１から出射し、光走査部２０２を通過した光ビームにより、記録シート１０の表面を走査する。これにより、記録シート１０の光ビームが照射された領域から、蓄積された放射線エネルギーに応じた量の輝尽発光光が生じる。この輝尽発光光は、光ガイドによって導かれ、フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）２０３により光電的に検出され、放射線画像情報を表すアナログ信号として出力される。さらに、このアナログ信号は、増幅器２０４によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器２０５によってディジタル化される。このようにして取得された画像データがネットワークＮ１を介して医用画像処理装置３００に向けて出力される。
【００３６】
なお、医用画像読取装置の方式として、次のような別の方式を用いてもよい。即ち、輝尽発光光を励起するための光源として、ＬＥＤ等を主走査方向に配列したライン光源を用い、輝尽発光光を検出する検出器として、主走査方向に配置されたＣＣＤ等のラインセンサを有する読取ヘッドを用いる。そして、読取ヘッドと記録シート１０とを、主走査方向と直交する副走査方向に相対的に移動させながら、ライン光源から出射した励起光を記録シート１０に入射させ、記録シート１０から発生した輝尽発光光をラインセンサによって読み取る。
【００３７】
医用画像処理装置３００は、例えば、パーソナルコンピュータを用いて構成される。医用画像処理装置３００には、様々な命令や検査結果等を入力するために用いられる、キーボードやマウス等の入力部３１０と、放射線画像等を表示するＣＲＴモニタ等の表示部３２０と、医療用診断画像をフィルム等に印刷するプリンタ３３０とが備えられている。
【００３８】
医用画像処理装置３００は、医用画像読取装置２００において取得された画像データに画像処理を施すことにより放射線画像を生成する。また、医用画像処理装置３００は、取得された画像データに画像処理を施して所定の画質評価項目についての計測を行うことにより、放射線撮影システム５の性能やパラメータの不変性等について検査する。
【００３９】
図２には、本実施の形態に係る医用画像処理装置３００の構成が示されている。
【００４０】
同図に示すように、医用画像処理装置３００は、医用画像処理装置３００全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）４００と、各種プログラムの実行時にワークエリア等として用いられるメモリ４０２と、ＣＰＵ４００により実行されて装置全体の動作を制御する基本プログラムや、放射線撮影システム５の検査を行うために用いられる検査処理プログラム等の各種プログラムやそれらの処理に用いられる半価層情報や入射線量情報等の各種情報が予め記憶されたハードディスク４０４と、マウスやキーボード等の入力部３１０を介した各情報が入力される操作入力部４１０と、表示部３２０に対する各種情報の表示を制御する表示制御部４１２と、コネクタ４１４Ａを介してネットワークＮ１に接続された外部装置との間でデータの送受信を行うネットワークインタフェース部（ネットワークＩ／Ｆ部）４１４と、ＵＳＢ等の外部インタフェースを介してプリンタ３３０に対してプリント対象とする画像データの送信を行う外部インタフェース部（外部Ｉ／Ｆ部）４１６と、を備えている。
【００４１】
ＣＰＵ４００、メモリ４０２、ハードディスク４０４、操作入力部４１０、表示制御部４１２、ネットワークインタフェース部４１４及び外部インタフェース部４１６は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ４００は、メモリ４０２、ハードディスク４０４へのアクセスと、入力部３１０に対するユーザの操作による指示内容の把握と、表示制御部４１２を介した表示部３２０への各種情報の表示と、ネットワークインタフェース部４１４を介してネットワークＮ１に接続された外部装置との間のデータの送受信と、外部インタフェース部４１６を介して接続されたプリンタ３３０へのプリントの依頼と、を各々行うことができる。
【００４２】
次に、本実施形態に係るファントム２０について説明する。
【００４３】
図３及び図４には、本実施の形態に係るファントム２０の構成の一例が示されている。
【００４４】
図３に示されるように、本実施形態に係るファントム２０は、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域２２が設けられたステップ状透過領域部２４と、一様露光状態であるか検査するための一様露光部２６と、を備えている。
【００４５】
本実施の形態に係るファントム２０には、ステップ状透過領域部２４に４つの定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄが設けられている。この定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄは、図４に示すように、例えば、銅板等の部材２３の厚みを変えることにより、各々一定の透過率の領域とされている。なお、図４は、定透過率領域２２Ａ、２２Ｂ部分のみを示しており、部材２３の厚さについて判別し易いように実際よりも厚さの違いを大きく示している。この定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄの各透過率をＴ_Ａ〜Ｔ_Ｄとする。
【００４６】
なお、定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄは、部材の材質や厚さを変えることにより透過率を異ならせるものとしてもよい。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る平均乳腺線量ＡＧＤの導出方法について説明する。
【００４８】
平均乳腺線量ＡＧＤは、下記の（１）式のように定義される。
【００４９】
ＡＧＤ＝Ｋ×ｇ(ＨＶＬ)×ｃ(ＨＶＬ)×s(Ｔ／Ｆ)  ・・・（１）
ここで、
Ｋ：入射線量、
ｇ，ｃ，ｓ：半価層に応じた算出係数
ＨＶＬ：半価層
Ｔ／Ｆ：ターゲットフィルターにより定まる定数
本実施の形態に係る放射線撮影システム５では、第１ステップとして半価層ＨＶＬの推定し、第２ステップとして入射線量Ｋの推定し、第３ステップとしてｇ，ｃ，ｓの各算出係数の値を定めた後に、上記（１）式から平均乳腺線量ＡＧＤを導出する。
【００５０】
以下、各ステップの分けて説明する。
【００５１】
第１ステップでは、上述の図３のようなファントム２０の撮影を行なって得られる画像の各定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄに対応する各領域の平均画素値ＰＶを用いて、照射したＸ線の線質を表す指標である半価層ＨＶＬを測定する。ここで平均画素値ＰＶ及び半価層ＨＶＬについて補足する。
【００５２】
ＰＶは、Pixel Valueのことであり、Ｘ線画像の濃度を表すデジタル値である。このＰＶは、記録シート１０に到達する入射線量を表す指標であり、入射線量、または入射線量の対数に比例して値が変化するものであり、本実施の形態のような蛍光体物質が塗布された記録シート１０を用いるシステム（ＣＲ系システム）では入射線量の対数に比例して変化する。
【００５３】
ＨＶＬは、Half Value Layerのことであり、Ｘ線の線質を表す指標である。この線質とは、Ｘ線のスペクトル分布のことを指し、アルミフィルターを透過させたときに、Ｘ線の線量が半分になるアルミフィルターの厚みで定義される。例えば、３ｍｍの厚さのアルミフィルターを挿入して線量が半分になった場合、ＨＶＬ＝３ｍｍ  Ａｌとなる。Ｘ線スペクトルが変化するに従い、線量が半分になるアルミフィルターの厚さも変化する。
【００５４】
ファントム２０の撮影を行なったことにより得られる画像の各定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄに対応する各領域の平均画素値ＰＶは、Ｘ線の線量によって変化するがＸ線の線質によって変化も変化する。このため、平均画素値ＰＶが変化した場合、Ｘ線の線量の変化によるものかＸ線の線質の変化によるものかの区別が付かない。本発明では、このような特徴をもつＰＶからＸ線の線質を推定する。
【００５５】
ここで、ファントム２０の定透過率領域にＸ［ｍＲ］のＸ線を照射した場合、各定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄに対応する各領域の画素値をそれぞれＰＶ＿Ａ〜ＰＶ＿Ｄとすると、ＰＶ＿Ａ〜ＰＶ＿Ｄは、以下の（２）〜（５）式のように定義される。
【００５６】
ＰＶ_Ａ＝Ｃ１×Ｌｏｇ（Ｘ×Ｔ_Ａ）＋Ｃ２  ・・・（２）
ＰＶ_Ｂ＝Ｃ１×Ｌｏｇ（Ｘ×Ｔ_Ｂ）＋Ｃ２  ・・・（３）
ＰＶ_Ｃ＝Ｃ１×Ｌｏｇ（Ｘ×Ｔ_Ｃ）＋Ｃ２  ・・・（４）
ＰＶ_Ｄ＝Ｃ１×Ｌｏｇ（Ｘ×Ｔ_Ｄ）＋Ｃ２  ・・・（５）
ここで、
Ｃ１、Ｃ２：係数
この定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄに対応する各領域のうち、予め定められた２つの領域の間の画素値の差分値ΔＰＶを求め、当該求めた差分値ΔＰＶに基づいて半価層ＨＶＬを推定する。例えば、定透過率領域２２Ａの画素値ＰＶ_Ａと定透過率領域２２Ｂの画素値ＰＶ_Ｂの差分ΔＰＶは以下の（６）式ように求まる。
【００５７】
ΔＰＶ＝ＰＶ_Ａ−ＰＶ_Ｂ・・・（６）
この（６）式に上記（２）式、（３）式を代入すると以下の（７）式のようになる。Ｘに依存しない値になる。
【００５８】
ΔＰＶ＝ＰＶ１−ＰＶ２
＝Ｃ１×Ｌｏｇ（Ｘ×Ｔ_Ａ）−Ｃ１×Ｌｏｇ（Ｘ×Ｔ_Ｂ）
＝Ｃ１×Ｌｏｇ{(Ｘ×Ｔ_Ａ)／(Ｘ×Ｔ_Ｂ)}
＝Ｃ１×Ｌｏｇ(Ｔ_Ａ／Ｔ_Ｂ)  ・・・（７）
（７）式に示されるように、ΔＰＶは、Ｘに依存しない値になる。このＴ_Ａ、Ｔ_Ｂは、定透過率領域２２Ａ、２２Ｂの透過率であり、一般に線量によらない線質にのみに依存した値である。
【００５９】
図５には、本実施の形態に係る放射線撮影システム５における半価層ＨＶＬとΔＰＶの関係の一例を示すグラフが示されている。
【００６０】
同図に示すように、半価層ＨＶＬはΔＰＶに対して一意に定まる。
【００６１】
本実施の形態に係る放射線撮影システム５では、事前に、本システムにおけるファントム２０の半価層ＨＶＬとΔＰＶの関係を求めて、半価層ＨＶＬとΔＰＶとの対応関係を示す半価層情報をテーブルとしてハードディスク４０４に予め記憶させており、当該半価層情報のテーブルに基づいて半価層ＨＶＬを推定する。
【００６２】
次に、第２ステップでは、画像の一様露光部２６に対応する領域の平均画素値ＰＶ３と標準偏差σを求めて、ノイズ量に相関する相関値としてＳＮＲ（Signal to Noise ratio）の二乗を算出する。
【００６３】
ところで、ＣＲ系システムでは、計算対象となる画像の画素値は、入射線量Ｋの対数に対して線形に変化する画像系（以下ログ画像系）である。一方、ＳＮＲは、線量に対して線形の関係にある画像系（以下リニア画像系）で定義されている。従って、ログ画像系の画像では、画像を入射線量Ｋに対して線形となるリニア画像系の画像に変換した後にＳＮＲを算出する。
【００６４】
最初にこのログ画像系の画像をリニア画像系の画像に変換する手順を説明する。
【００６５】
ログ画像系の画像での画素値をＰＶｌｏｇとすると入射線量Ｋとの関係は以下で定義される。
ＰＶｌｏｇ＝Ｃ１×Ｌｏｇ（Ｋ）＋Ｃ２  ・・・（８）
ここで、
Ｃ１,Ｃ２：係数
このＣ１,Ｃ２は、予め複数の線量条件で、被写体のない状態で一様露光撮影を行なってＰＶｌｏｇと入射線量Ｋの関係を求め、求められたＰＶｌｏｇと線量の関係を（８）式でフィッティングを行なうことにより定める。
【００６６】
本実施の形態に係る放射線撮影システム５では、（８）式より、事前に、本システムにおけるＰＶｌｏｇと入射線量Ｋとの対応関係を示す変換情報をテーブルとしてハードディスク４０４に予め記憶させており、この記憶した変換情報のテーブルを用いてＳＮＲの計算対象となるログ画像系の画像をリニア画像系の画像に変換する。
【００６７】
そして、本実施の形態に係る放射線撮影システム５では、変換したリニア画像系の画像の一様露光部２６に対応する領域の平均画素値ＰＶｌｉｎ、標準偏差σｌｉｎを求め、以下の（９）式よりＳＮＲ２を算出する。
【００６８】
ＳＮＲ２=（ＰＶｌｉｎ／σｌｉｎ）  ・・・（９）
Ｘ線の入射線量Ｋは、差出されたＳＮＲ２と第１ステップで推定した半価層ＨＶＬとに応じて一意に決まる。
【００６９】
なお、画像の画素値が、入射線量Ｋに対して線形に変化する画像系（以下リニア画像系）では、ΔＰＶ＝ＰＶ１／ＰＶ２となる。また、ＳＮＲ２を求める際にも（８）式によるリニア画像系への変換が不要である。
【００７０】
図６には、半価層ＨＶＬが異なる３つの線質のＸ線でのＳＮＲ２に対する入射線量Ｋとの関係が示されている。
【００７１】
同図に示すように、入射線量Ｋは線質ＨＶＬとＳＮＲ２に応じて一意に定まる。
【００７２】
本実施の形態に係る放射線撮影システム５では、事前に、本システムにおける半価層ＨＶＬが異なる複数（本実施の形態では３つ）の線質のＸ線でのＳＮＲ２と入射線量Ｋの関係を求めて、線質ＨＶＬ毎に、ＳＮＲ２と入射線量Ｋとの対応関係を示す入射線量情報をテーブルとして予め作成してハードディスク４０４に記憶させている。そして、この記憶した入射線量情報のテーブルに基づいて差出されたＳＮＲ２と第１ステップで推定した半価層ＨＶＬから入射線量Ｋを推定している。
【００７３】
すなわち、例えば、図６に示されるように算出されたＳＮＲ２がＮである場合、３つの線質のＸ線での入射線量ＫがＫ１、Ｋ２、Ｋ３と求まる。
【００７４】
そして、図７に示すように、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３をＸ線の線質の半価層ＨＶＬの応じてプロットし、プロットした各点を近似して通る直線を求めて、当該直線から第１ステップで推定した半価層ＨＶＬの入射線量Ｋを求める。
【００７５】
次に、第３ステップでは、推定されたＨＶＬからｇ，ｃ，ｓの各ＡＧＤ算出係数を定める。
【００７６】
ここで、ＡＧＤ算出係数のｇ（g-factor），ｃ（c-factor）は、ダンス（Dance）らによって図８、図９に示されるように半価層ＨＶＬとの関係が求められている。この詳細については、D.R. Dance et al., Additional factors for the estimation of mean glandular dose using the UK mammography protocol, Phys.Med.Biol., 2000, Vol. 45, 3225-3240に記載されいる。
【００７７】
また、ＡＧＤ算出係数のｓ（s-factor）についても、ダンス（Dance）らによって図１０に示されるようにターゲットフィルタ（Ｔ／Ｆ）との関係が求められている。
【００７８】
本実施の形態に係る放射線撮影システム５では、事前に、本システムにおける各ＰＭＭＡ厚でのＨＶＬとg,c-factorの関係を１次以上の曲線で近似した変換式を予め作成して変換情報としてハードディスク４０４に記憶させており、第１ステップで推定した半価層ＨＶＬから変換情報に基づいてＡＧＤ算出係数のｇ，ｃを求める。
【００７９】
また、本実施の形態に係る放射線撮影システム５では、ターゲットフィルタとs-factorの関係の関係を示すフィルタ情報を予め作成してハードディスク４０４に記憶させており、、例えば、ユーザーが本システムで使用するターゲットフィルタの情報を入力等することによ、入力された情報からフィルタ情報に基づいてＡＧＤ算出係数のｓを求める。
【００８０】
次に、本実施形態に係る放射線撮影システム５の性能の検証方法について説明する。なお、性能の検証を行なう場合、事前に放射線装置に起因したＸ線の不均一性を補正するシェーディング補正を実施しておくことが好ましい。このシェーディング補正方法については、例えば、特願２００６−３１８３９１に記載されているため、ここでの説明を省略する。
【００８１】
本実施形態に係る放射線撮影システム５では、性能の検証を行なう場合、放射線撮影装置１００にファントム２０を配置し、所定の撮影条件の下で放射線撮影を行う。これにより、記録シート１０には、ファントム２０の放射線画像情報が記録される。ファントム２０の放射線画像情報が記録された記録シート１０は、医用画像読取装置２００の所定の位置にセットされ、記録シート１０に記録されている放射線画像情報の読み取りが行なわれる。医用画像処理装置３００により読み取ることによって取得されたファントム２０を示す画像データは、ネットワークＮ１を介して医用画像処理装置３００に入力され、ハードディスク４０４に記憶される。
【００８２】
医用画像処理装置３００では、ユーザから入力部３１０に対して性能検証開始を指示する所定操作が行なわれると、ＣＰＵ４００により検査処理プログラムが実行される。
【００８３】
図１１は、本実施形態に係る検査処理プログラムの処理の流れが示されている。この検査処理プログラムは、ハードディスク４０４の所定の領域に予め記憶されている。
【００８４】
ステップＳ１０では、ハードディスク４０４に記憶されたファントム２０を示す画像データにより示される画像の各定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄに対応する領域の平均画素値を算出する。
【００８５】
次のステップＳ１２では、上記第１ステップにて説明したように、予め定められた２つの領域（本実施の形態では、定透過率領域２２Ａ、２２Ｂ）の間の平均画素値ＰＶの差分値ΔＰＶを求め、ハードディスク４０４に記憶された半価層情報のテーブルに基づいて差分値ΔＰＶから半価層ＨＶＬを推定する。
【００８６】
次のステップＳ１４では、上記第２ステップにて説明したように、画像の一様露光部２６の平均画素値ＰＶ３と標準偏差σとを求めてＳＮＲ２を算出し、ハードディスク４０４に記憶された入射線量情報のテーブルに基づいてＳＮＲ２から入射線量Ｋを推定する。
【００８７】
次のステップＳ１６では、上記第３ステップにて説明したように、上記ステップＳ１２及びステップＳ１４において推定された半価層ＨＶＬ、入射線量Ｋからｇ，ｃ，ｓの各ＡＧＤ算出係数を定める。
【００８８】
そして、ステップＳ１８では、上記ステップＳ１２、ステップＳ１４及びステップＳ１６で求められた各値から、上記（１）を用いて平均乳腺線量ＡＧＤを算出する。
【００８９】
次のステップＳ２０では、上記ステップＳ１８において算出された平均乳腺線量ＡＧＤが所定の許容量よりも大きいか否か判定し、肯定判定となった場合はステップＳ２２へ移行する一方、否定判定となった場合はステップＳ２４へ移行する。なお、日本医学放射線学会における平均乳腺線量ＡＧＤの基準は３ｍＧｙである。このため、日本医学放射線学会の基準を満たすには上記許容量を３ｍＧｙすればよい。また、患者の被爆量をさらに少なく抑えるため、上記許容量を３ｍＧｙより少さな値としてもよい。
【００９０】
ステップＳ２２では、平均乳腺線量ＡＧＤが許容できるレベルを超えているため、表示部３２０に性能上問題がある旨の警告メッセージを表示させ、本検査処理プログラムを終了する。
【００９１】
一方、ステップＳ２４では、平均乳腺線量ＡＧＤが許容できるレベル以内であるため、表示部３２０に正常である旨のメッセージを表示させ、本検査処理プログラムを終了する。
【００９２】
ユーザは、表示部３２０が表示部３２０に警告メッセージが表示された場合、放射線撮影システム５のメンテナンスを依頼することにより、放射線撮影システム５の性能を良好な状態に維持することができる。
【００９３】
以上のように、本実施形態によれば、放射線撮影装置１００において、Ｘ線に対して各々異なる所定の透過率を有する複数の定透過率領域２２Ａ〜２２Ｄが設けられたファントム２０に対してＸ線を照射して撮影を行ない、医用画像読取装置２００において当該ファントムを示す画像データを取得し、医用画像処理装置３００において、取得された画像データに基づいて平均乳腺線量を導出して表示しているので、簡易に平均乳腺線量を測定することができる。
【００９４】
なお、本実施形態では、記録シート１０に記録されている放射線画像情報を光電的に読み取ることにより画像データを取得する場合について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更が可能である。例えば、透過放射線レベルを電気信号に変換するフラットパネルデバイスを用いて画像データを取得するものとしてもよい。
【００９５】
また、本実施の形態では、Ｘ線の入射線量ＫをＳＮＲ２と第１ステップで推定した半価層ＨＶＬにより推定する場合について説明したが、例えば、ログ画像系の画像ので一様露光部２６に対応する領域の平均画素値ＰＶｌｏｇを求め、（８）式又はＰＶｌｏｇと入射線量Ｋとの対応関係を示す変換情報を用いて入射線量Ｋを求めるものとしてもよい。
【００９６】
しかし、本実施の形態のようにＳＮＲ２から入射線量Ｋを求めることの優位点がある。
【００９７】
すなわち、医用画像読取装置２００で用いられるフォトマルチプライヤ２０３の感度は温度依存性および経時変化することが知られている。このため、感度変化率をα、真の値をＫ、感度変化があった場合に（８）式又は変換情報を用いて求めた場合ＫをＫ’とすると、
Ｋ’＝α×Ｋ  ・・・（１０）
となり、正確なＫが求まらない。
【００９８】
これに対し、ＳＮＲは、この感度変動αの影響を受けない。感度変動があった場合のＰＶｌｉｎ及びσｌｉｎをＰＶ’ｌｉｎ及びσ’ｌｉｎとすると以下のように表される。
ＰＶ’ｌｉｎ＝α×ＰＶｌｉｎ  ・・・（１１）
σ’ｌｉｎ＝α×σｌｉｎ  ・・・（１２）
従って感度変動があった場合のＳＮＲであるＳＮＲ’は
ＳＮＲ’＝αＰＶｌｉｎ／ασｌｉｎ＝ＰＶｌｉｎ／σｌｉｎ＝ＳＮＲ  ・・・（１３）
となりαの影響がキャンセルされる。
【００９９】
一方、フラットパネルデバイスを用いて画像データを取得する方式の場合は、感度変化の影響を受けるがＳＮＲは影響を受けないため、（８）式又は変換情報を用いてもＫを正確に求めることができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、一様露光部２６に対応する領域の平均画素値ＰＶ３と標準偏差σを求めてＳＮＲの二乗を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、何れかの定透過率領域２２の平均画素値ＰＶ３と標準偏差σを求めてＳＮＲの二乗を算出してもよい。
【０１０１】
また、本実施の形態では、平均乳腺線量ＡＧＤが許容できるレベルを超えている場合、表示部３２０に警告メッセージを表示させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、プリンタ３３０により平均乳腺線量ＡＧＤや警告情報を印刷するものとしてもよ、また、音声等より警告を行なうものとしてもよく、また、ネットワークＮ１を介してＲＩＳ５００やネットワークＮ１及びインターネット５２０を介してメンテナンスセンタ５３０に警告情報を送信するものとしてもよい。
【０１０２】
また、本実施の形態では、ステップ状透過領域部２４と一様露光部２６が設けられたファントム２０により平均乳腺線量ＡＧＤを導出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、画質に関する評価を行なうものとしてもよい。すなわち、例えば、ファントム２０に特許文献１に記載されたような画質評価用の領域を設けて平均乳腺線量ＡＧＤの導出と共に画質の評価を行なうものとしてもよい。
【０１０３】
また、本実施の形態では、本発明を放射線撮影システム５に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線撮影を行うことによって記録シート１０に放射線画像情報を記録する撮影部や、記録シート１０に記録された放射線画像情報を読み取る読取部が一体となった放射線撮影装置に適用してもよい。
【０１０４】
その他、上記各実施の形態で説明した放射線撮影システム５の構成（図１参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】実施の形態に係る放射線撮影システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係る医用画像処理装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係るファントムの構成を示す構成図である。
【図４】実施の形態に係るファントムの定透過率領域の断面を概略的にに示した断面図である。
【図５】実施の形態に係る半価層ＨＶＬとΔＰＶの関係の一例を示すグラフである。
【図６】実施の形態に係る半価層ＨＶＬが異なる３つの線質のＸ線でのＳＮＲ２と入射線量Ｋとの関係の一例を示すグラフである。
【図７】実施の形態に係る図６に示すＫ１、Ｋ２、Ｋ３を半価層ＨＶＬの応じてプロットして各点を近似して通る直線を求めた結果の一例を示すグラフである。
【図８】実施の形態に係るｇ（g-factor）と半価層ＨＶＬとの関係を示す図である。
【図９】実施の形態に係るｃ（c-factor）と半価層ＨＶＬとの関係を示す図である。
【図１０】実施の形態に係るターゲットフィルタとｓ（s-factor）の関係の関係を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る検査処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０６】
５  放射線撮影システム
１０  記録シート（記録媒体）
２０  ファントム
２２  各定透過率領域
２６  一様露光部
１００  放射線撮影装置
１０３  放射線発生部
２００  医用画像読取装置（取得手段）
２０３  フォトマルチプライヤ
３００  医用画像処理装置
３２０  表示部（表示手段）
４００  ＣＰＵ（導出手段）
４０４  ハードディスク（第１記憶手段、第２記憶手段）
【図１】
2009082498.tif 000003
【図２】
2009082498.tif 000004
【図４】
2009082498.tif 000005
【図５】
2009082498.tif 000006
【図６】
2009082498.tif 000007
【図７】
2009082498.tif 000008
【図８】
2009082498.tif 000009
【図９】
2009082498.tif 000010
【図１０】
2009082498.tif 000011
【図１１】
2009082498.tif 000012
【図３】
2009082498.tif 000013