JP2007075615A - 画像を結合する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マンモグラフィ・トモシンセシスにおいて、医師に周知の方法体系で、長時間を要せず、極めて高い空間分解能及び高コントラストを提供する。
【解決手段】Ｘ線装置が、経路に沿って予め決定された多数の主放出方向について対象を透過するＸ線強度を放出するＸ線放出焦点を備えた管を有する。本装置は、対象に対して経路に沿ってＸ線管を移動させる。本装置は、多数の主放出方向を表わすＸ線画像データの多数のデータを取得するＸ線検出器を有する。本装置は、予め決定されたＸ線強度を多数の主放出方向に非一様に分配する。本装置はまた、対象の二次元画像及び三次元画像の両方を取得するためにＸ線画像データの多数のデータを処理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線撮像の方法及び装置に関し、具体的には、例示的な一実施形態ではマンモグラフィ装置であるＸ線装置に関するものである。本方法及び装置は、限定しないが医用撮像及び非破壊Ｘ線の制御に適用することができる。

本発明の一実施形態は、トモシンセシス処理のための一連の投影と同時に少なくとも１枚の放射線画像投影を取得する。本発明の一実施形態は、Ｘ線装置の利用時の人間工学を改善して、Ｘ線装置の利用をより簡便にまた迅速にする。本発明の一実施形態はまた、従来の撮像系列とトモシンセシス画像系列との間で非一様にＸ線強度を分配することに関する。

従来のマンモグラフィ装置は、患者の乳房の放射線画像を取得するように設計されている。構造的に、またその原理から、マンモグラフィ装置は、垂直であるが斜方向に数回にわたり配向させることのできる支柱を有し、この支柱に患者が乳房を載置する乳房支持プラットフォームが設けられている。乳房支持プラットフォームは、放射線画像の検出用の放射線感受性フィルム又は電子検出器のいずれかに重ねて配置される。画像取得プロトコルは、放射線撮影時に乳房を圧迫する必要性を含んでいる。支柱は、乳房を圧迫することが可能な摺動板を有している。この構成は、手動式又は電動式である。従って、支柱は、垂直に上から下に以下の構造的要素を担持している。すなわち、Ｘ線管等の放射線源を提供する手段、圧迫板等の圧迫手段、乳房支持プラットフォーム等の支持手段、及び検出器等の検出の手段である。

Ｘ線管は患者の乳房を透過するＸ線の１回目の照射を放出し、画像は患者の乳房に対して反対側に位置する例えばＸ線感受性フィルムに取得される。次いで、操作者は垂直な支柱を別の位置まで回転させ、第二のＸ線感受性フィルムを２回目のＸ線照射で曝射する。この手順を数回にわたって繰り返して、数枚の画像を異なるフィルム巻に形成することができる。次いで、Ｘ線感受性フィルムの画像は、医師によって評価されてもよいし、且つ／又はコンピュータによってディジタル化されて評価されてもよい。但し、かかるシステムは患者の乳房の二次元画像を形成する。この二次元画像は腫瘍の有無又は石灰化の症例に関する十分な情報を与えず、しばしば誤った解釈又は偽陽性の解釈を招く。このことはしばしば、患者の負担となり、過剰な公衆衛生経費を生ずる。

この誤った解釈又は偽陽性の解釈の問題を解決するために、患者の乳房の三次元画像を形成する現在公知のマンモグラフィ方法及び装置もまた存在している。この現在公知の方法及び装置では、Ｘ線感受性フィルムでの連続的な照射の集積によって画像を取得するのではなく、一定の経路に沿ったＸ線管による一連の照射をサンプリングすることが好ましい。患者の乳房、従って検出器は、これらの連続的な撮像にわたって照射される。この現在公知の装置は、トモシンセシス再構成によって乳房の画像容積を形成する。この現在公知の装置には、情報を見出す困難さを軽減するという利点がある。
米国特許第６６１１５７５号

しかしながら、この現在公知のマンモグラフィ・トモシンセシスの方法及び装置には欠点がある。この形式の装置は、従来のマンモグラフィ装置とは完全に異なる方法体系を有している。従って、この現在公知の方法及び装置を用いるためには、医師は既存の利用方法体系を新たな方法体系に切り替えなければならない。これらの新たな方法体系は医師に殆ど馴染みがなく、受け入れられるに至っていない。この理由は主に、これらの新たな方法体系の出現から間もないことによる。また、これら新たな方法及び装置の信頼性が立証されていない。

乳ガン検出の研究が進むにつれてマンモグラフィ装置の重要性が格別に高まっている。かかるマンモグラフィ装置では、利用頻度すなわち治療検査速度が重要な情報となる。この利用頻度は装置の経済的実現性に関与する。しかしながら、情報が画像容積内で逐次的に探索されるため情報の入手に長時間を要し、現在公知のマンモグラフィ装置の利用頻度を高めることができない。

もう一つの問題は、マンモグラフィに比較的固有であるが他の分野でも起こり得るものであって、１００μｍ〜５００μｍの寸法の注目すべき微小石灰化を臨床的に分析し得る必要性に関連している。従って、マンモグラフィでガン病変が疑われる根拠となる異常の検出及び特徴評価には、極めて高い空間分解能が必要とされる。この空間分解能の問題はトモシンセシス・マンモグラフィ装置において極めて重要である。このように、上述の現在公知の方法及び装置を用いていたのでは、微小石灰化の細密な分析を行なうのに十分な品質の画像を得ることができない。

本発明の一実施形態は、上述の手法の欠点を克服することを目的とする。本発明の一実施形態は、２種の応用を結合して単一の動作フローとする移行的装置に関するものである。この移行的装置は、例えばマンモグラフィ装置であって、マンモグラフィ装置は医師に周知であると同時に現在公知のトモシンセシス装置の特徴を有する。これにより、全く異なる手法の場合よりも速やかな受け入れが可能となる。この移行的装置は、標準的な投影放射線画像及び対応するトモシンセシス投影の同時取得及び同時検査を可能にする。換言すると、この移行的装置は１台で２種の検査を実行する。そして、本発明の一実施形態は、二次元画像形成及び三次元画像形成の両方を提供する。

換言すると、本発明の一実施形態を用いて、同一の装置で単純な投影ビューとトモシンセシス系列とを取得することができ、好ましくは同じ圧迫形状としてビューの比較を改善することができる。

本発明は、ガン細胞の極めて高い空間分解能及び高コントラストを具現化する手段を含んでいる。この手段は、検査時の異なる各照射でのＸ線強度値の総計の分配を改善して画質を最適化する。本発明の一実施形態は、診断ツールにおける一層の信頼性を医師に与える。

本発明の一実施形態は、主放出方向の周囲で対象にＸ線ビームを放出するＸ線放出焦点を備えた管のような放射線を放出する手段と、主放出方向において放出器と対向して配置されており、対象の曝射中に放出されるＸ線を検出するＸ線検出器のような検出の手段と、対象に対して経路に沿って放射線を放出する手段を移動させる手段とを備えた放射線装置であって、放射線を放出する手段は、上述の経路に沿って予め決定された多数の主放出方向について当該手段を透過する複数の強度の放射線を放出し、検出の手段は、多数の主放出方向を表わす多数（「量」又は「データ要素数」）のＸ線画像データを取得する。この装置は、予め決定されているＸ線強度の多数の主放出方向での非一様な分配の手段と、対象の二次元画像及び三次元画像の両方を得るために多数のＸ線画像データを処理する手段とを含んでいる。

本発明はまた、放射線装置の動作の方法に関するものであり、この方法は、対象に対する放射線を放出する手段の第一の経路を決定するステップと、放出器焦点を設けた放射線を放出する手段を用いて、放射線を放出する手段の経路に沿って予め決定された多数の主放出方向について対象を透過する放射線強度を放出するステップと、放射線を放出する手段に対向して配置された検出の手段によって対象の曝射中に放出される放射線を検出するステップと、多数の主放出方向を表わす放射線画像データの多数のデータを取得するステップと、放射線画像データの多数のデータを処理するステップと、放射線強度を多数の主放出方向に非一様に分配するステップと、主放出方向の一つに対応する第一の二次元画像を形成するステップであって、この一つの方向は好ましくは、最大線量を受けている方向である、形成するステップと、多数の主放出方向から再構成される第一の三次元画像を形成するステップとを備えている。

本発明の一実施形態は、以下の説明及び添付図面からさらに明確に理解されよう。これらの図面は表示のために掲げられており、本発明の範囲を制限するものではない。

図１は放射線装置、具体的にはマンモグラフィ装置を示している。マンモグラフィ装置１は、垂直支柱２を有する。垂直支柱２は斜めに配向されていてもよい。装置１は、Ｘ線放出管３と、この管３によって放出されるＸ線を検出することが可能な検出器４とを有している。管３には、Ｘ線放出焦点である焦点５が備えられている。焦点５は、主放出方向Ｄに沿ってＸ線ビーム６を放出する。管３はアーム７によって担持されている。アーチがアーム７を形成している。

アーム７は垂直支柱２に蝶番式に取り付けられており、アーム７を用いて管３を円弧の形態の経路に沿って移動させることができる。管を平面内又は球面部分内で移動することを可能にする他の構成も可能である。次いで、管３は、２箇所の限界位置の間で傾斜を成して散開する様々な位置を取ることができる。上述の２箇所の位置は、例えば支柱２の平面に対して互いに対称である。

検出器４は電子検出器であってもよいし、放射線画像の検出用の放射線感受性フィルムを備えた検出器であってもよい。検出器４は、主放出方向Ｄにおいて管３に対向して支柱２に取り付けられ、Ｘ線ビーム６を受光するようになっている。

支柱２には乳房支持テーブル又はプラットフォーム８が設けられており、ここに患者が乳房を載置する。この乳房支持プラットフォームは検出器４の上に載置されている。検出器は乳房支持プラットフォーム８の下方に配置されている。検出器４は患者の乳房を透過したＸ線を検出する。

さらに、安定性及び画質の理由から、放射線撮影時には患者の乳房を圧迫する必要がある。様々な圧迫力を加えてよい。これらの力は、行なわれる検査の種別に応じて、乳房を乳房支持プラットフォーム８に圧迫する圧迫板９を介して加えられる。支柱２は、手動で乳房を圧迫することが可能であるか又は電動式の摺動板９を有する。圧迫板９はプラスチック等のＸ線透過性材料で形成されている。従って、支柱２は、垂直に上から下に以下の部材を担持している。すなわち、Ｘ線管３、圧迫板９、乳房支持プラットフォーム８及び検出器４である。

圧迫板９、患者の乳房、プラットフォーム８及び検出器４は固定されているが、Ｘ線管３は本アセンブリに対して空間内で様々な位置を取ることができる。

検出器３は、患者の身体の部分を透過したビーム６を受光した後に、受け取ったＸ線強度に対応する電気信号を放出する。次いで、これらの電気信号を外部バス１１によって制御論理ユニット１０に送信することができる。これらの電気信号は、制御論理ユニット１０が、分析される身体の部分に対応する二次元画像及び三次元画像を形成することを可能にする。画像は、この制御論理ユニット１０の画面のような表示器によって観察されてもよいし、印刷されてもよい。

患者の乳房の各々の部分の検査を可能にするために、ビーム６は患者の乳房を中心として多数の方向に配向され得る。利用者は、アーム７の回転を通じて管３の位置を変更することができる。

制御論理ユニット１０はしばしば、集積回路の形態で構成される。一例では、制御論理ユニット１０は、マイクロプロセッサ１２、プログラム・メモリ１３、データ・メモリ１４、キーボード１６を設けられた表示画面１５、及び入出力インタフェイス１７を有する。マイクロプロセッサ１２、プログラム・メモリ１３、データ・メモリ１４、表示画面１５及び入出力インタフェイス１７は、内部バス１８によって相互接続されている。

実際には、動作が装置によるものであるときに、この動作は装置のプログラム・メモリに記録された命令コードによって制御されて装置のマイクロプロセッサによって実行される。制御論理ユニット１０はかかる装置である。プログラム・メモリ１３は幾つかのゾーンに分割され、各々のゾーンが装置の作用を果たすように設計された命令コードに対応している。本発明の一変形によれば、メモリ１３は、管３の経路を設定する命令コードを有するゾーン２０を含んでいる。メモリ１３は、多数の放射線ビーム６の放出を制御する命令コードを含むゾーン２１を有している。メモリ１３は、検出器４によって受け取られたデータを取得する命令コードを含むゾーン２２を有している。メモリ１３は、多数のＸ線ビーム６についてＸ線強度の分配を具現化する命令コードを含むゾーン２３を有している。メモリ１３は、二次元画像及び三次元画像を得るために、検出器から受け取ったデータを処理する命令コードを含むゾーン２４を有している。メモリ１３は、検出器４から受け取ったデータの標準化を具現化する命令コードを含むゾーン２５を有している。メモリ１３は、得られた二次元画像及び三次元画像を観察する命令コードを含むゾーン２６を有している。メモリ１３は、多数のビームを散開させるモードを決定する命令コードを含むゾーン２７を有している。

角度の値の範囲に従って分類される幾つかの標準的なビューが存在する。これらのビューは、乳房に対する管３の位置によって与えられる。これらのビューの各々には名称があり、名称によって迅速且つ簡便にビューを識別することができる。例えば、標準的な照射プロトコルの一部を成すＭＬＯ（内外斜位方向）ビューが存在している。この標準的なビューの列挙は網羅的ではない。

一つの動作態様では、制御論理ユニット１０が、医師によって選択された標準的なビューの関数として管３の経路を決定する。図２で分かるように、制御論理ユニット１０は、管３の経路に沿って放出されるべきＸ線ビーム６の本数を決定する。制御論理ユニット１０はまた、この本数のビーム４を散開させるモードを決定する。散開モードの例を図２及び図４に示す。

制御論理ユニット１０は、各Ｘ線ビーム６について分配されるＸ線強度を決定する。これらのＸ線強度は、従来のマンモグラフィで用いられる強度に従って決定されてよい。一変形では、患者の乳房の厚みに従ってこの手段を決定することができる。

制御論理ユニット１０はＸ線強度を非一様に各ビーム４に分配する。かかる分配の例示的な実施形態を図３に示す。Ｘ線強度の分配モード及びビームを散開させるモードを決定するために、制御論理ユニット１０は好ましくは、事前照射の方法を用いる。この場合には、管３によって放出されるビームの本数に先行する第一のビームの放出を作動させる。好ましくは、この第一のビームはＸ線強度の５％未満を収容する。この第一のビームは好ましくは、従来のマンモグラフィにおける照射の自動ゼロ点モードと等価である。

この第一のビームに対応して制御論理ユニット１０によって形成される画像は、Ｘ線強度の分配モード及びビームを散開させるモードの計算のためのものである。制御論理ユニット１０は、５秒未満の計算で、Ｘ線強度の分配モード及びビームを散開させるモードを決定する。この方法は、例えば電圧、電流等の様々な技術的なパラメータを調節することにより、ビームを散開させるモード及びＸ線強度の分配モードを最適化する。

管３は、経路に沿って多数の主放出方向Ｄについて患者の乳房を透過するＸ線強度を放出する。検出器４は、これら多数の主放出方向Ｄを表わすＸ線画像データの多数のデータを取得する。制御論理ユニット１０は、このＸ線画像データの多数のデータをデータ・メモリ１４に取得する。制御論理ユニット１０はＸ線画像データの各データを標準化する。制御論理ユニット１０は、図６に示すように、二次元画像及び三次元画像を得るためにＸ線画像データの各データを処理する。

選択されたビューに対する乳房の完全な表示を得るために、制御論理ユニット１０は第一の経路Ｔ１の反対に第二の経路Ｔ２を決定する。この第二の経路Ｔ２では、ユニット１０は第一の経路Ｔ１の場合と同じ動作を実行する。次いで、制御論理ユニット１０は、スクリーニングされる乳房の完全な部分を表わす二次元画像及び三次元画像の二つを形成する。

図２は、一経路において多数の主放出方向について患者の乳房を透過するＸ線強度を放出する管３を示している。図２の例では、医師はＭＬＯ（内外斜位方向）ビューで乳房の画像を得ることを選択している。このビューを得るためには、検出器４は患者の腋下に配置され、乳房は垂直方向に平坦化される。この選択された標準的なビューに関して、制御論理ユニット１０は管３の運動の二つの経路Ｔ１及びＴ２を決定する。これら二つの経路は支柱２の平面に対して対称である。焦点５が取る道筋が二つの経路の形状を与える。図２の例では、第一の経路は円弧の形状を有する。図５の例では、第二の経路Ｔ２もまた円弧の形状を有する。

制御論理ユニット１０は、管３の一連の照射をサンプリングすることにより進む。このように、乳房従って検出器は、連続的な曝射中に照射される。これらの曝射では、Ｘ線管の焦点は、空間内で固定されており角度を成して分布する複数の位置を占める。このように、本発明の制限であるとは見做され得ないが、一例では、この角度付き検査は、一般にマンモグラフィでは垂直であるＸ線の正中方向に対して６０°±３０°を成すものと規定される。

この検査時に、画像再構成の所望の精度の関数として、一定本数のビーム６、例えば９本、１１本、１３本又は他の本数のビームが取得される。次いで、計算機式断層写真法で用いられる形式の画像再構成アルゴリズムを適用することにより、切断平面の画像及び切断平面に隣接する平面内の他の画像を再構成することが可能になる。このように、全ての画像が唯一回の走査で取得される場合に、合成断層写真法（シンセシス・トモグラフィ）と称することが可能になる。実際には、検査が１８０°では行なわれない場合には、隣接する平面の画像よりも切断平面の画像の方が正確である。この合成に必然的に伴う補正は、検出器が様々な入射角に沿って投影の法線方向に対して傾斜を示すことに関係しているのと同程度に、Ｘ線管の焦点の経路が検出器の位置と相似ではないことに関係している。計算機式断層写真法アルゴリズムの利用についてのこれらの取得制約の影響を計算によって補正することが可能である。

図２の例では、制御論理ユニット１０は、管４の焦点５によって放出されるＸ線ビーム４の本数を決定する。この例ではビームの本数は９本である。従って、多数の主放出方向は、Ｄ１〜Ｄ９までの番号を付した９箇所の位置で表わされている。制御論理ユニット１０はまた、第一の経路Ｔ１に沿ってこれら多数のビーム４を放出する管の位置の散開を決定する。一例では、制御論理ユニット１０は第一の経路Ｔ１上に管３の放出位置を均等に散開させる。

制御論理ユニット１０は、二つの経路Ｔ１及びＴ２の様々な主放出方向の間で、一般に線量と呼ばれるＸ線強度の総計の非一様分配のモードを決定する。この非一様分配は、ガン細胞に高コントラストを与える。この線量は好ましくは、標準的なマンモグラフィで二つの放射線投影を得るために従来技術で用いられている線量に等しい。従来技術では、二つの放射線投影は各々、線量の５０％を受ける。これら二つの放射線投影は、二つの標準的なビューに相当する。

図２の例では、この線量は、図３で分かるように、検出器４の基準面（normal）３０に対して主放出方向Ｄ１〜Ｄ９の各々がそれぞれ成す角度Ａ１〜Ａ８の関数として分配される。線量は経路Ｔ１及びＴ２の両方について分配される。図２の例は経路Ｔ１についての線量分配のモードを示している。図５の例は経路Ｔ２についての線量分配のモードを示している。一実施形態では、制御論理ユニット１０は、各々の経路において好ましくは標準的なビューを表わす主放出方向に高線量を割り当てる。

一変形では、制御論理ユニット１０は、検出器４の平面に実質的に垂直である主放出方向に、より高い線量を割り当てることができる。制御論理１０はまた、医師の優先順位及び装置の技術的制約の関数として、より高い線量を他の主放出方向に割り当ててもよい。従って、主放出方向の任意のものが最高線量を受け得る。

一例では、各々の経路Ｔ１及びＴ２について、制御論理ユニット１０は好適主放出方向を決定する。一例では、制御論理１０は、二つの経路Ｔ１及びＴ２の二つの好適主放出方向の各々に線量の４０％を割り当てる。制御論理１０は、線量の残部すなわち線量の２０％を二つの経路Ｔ１及びＴ２の残りの主放出方向に好ましくは非一様に分配する。

図２の例では、この主放出方向は、主放出方向の数を二つの同等の部分に分割するものである。制御論理ユニット１０はこの主放出方向に相対的に高い線量を割り当てる。この主放出方向はＤ５によって表わされている。細線で表わされている他の方向に比べて、Ｄ５は他の主放出方向よりも高い線量を受けることを示すために太線によって表わされている。

制御論理ユニット１０は、他の方向に放出する前に、主放出方向Ｄ５の照射を先ず制御してよい。制御論理ユニット１０はまた、Ｄ５の方向に放出する前に、Ｄ１〜Ｄ４、次いでＤ６〜Ｄ７の方向の放出を制御する。制御論理ユニット１０はまた、Ｄ１〜Ｄ４又はＤ６〜Ｄ９といった同等の部分の一方の照射方向、プラス方向Ｄ５での放出のみを制御する。この場合には、制御論理ユニット１０は、Ｄ５を二つの部分の二等分線と見做して他方の同等の部分の方向を決定する。

二つの連続した方向は角度段差を形成する。図２の例では、角度段差は一様である。角度段差Ｐ１は方向Ｄ１及び方向Ｄ２によって形成され、方向Ｄ８及び方向Ｄ９によって形成される角度段差Ｐ８まで同様に続く。図２の例では、角度段差Ｐ１〜Ｐ８は３０°の角度を成している。これらの段差の一様性は、制御論理ユニット１０によって決定された散開モードによって与えられる。散開モードが規則的であるときには、角度段差は一様である。散開モードが不規則であるときには、角度段差は非一様である。

図３は、一実施形態における線量分配モードを示している。この例では、ｙ軸はＸ線強度レベル又は線量レベルによって形成され、ｘ軸は、図２で分かるように、検出器４の基準面３０に対して主放出方向Ｄ１〜Ｄ９の各々がそれぞれ成す角度Ａ１〜Ａ８によって形成されている。線量は、主放出方向Ｄ１〜Ｄ９の全体に対して非一様に分配されている。ここでは、主放出方向Ｄ４が最大線量を受ける方向である。一例では、方向Ｄ４は総線量の４０％を受ける。この例では、制御論理ユニット１０は先ず方向Ｄ４での放出を命令する。次いで、放出角度が、方向Ｄ４が成す角度Ａ４から離隔すると、制御論理ユニット１０は他の方向に低線量を割り当ててこれらの方向での放出を命令する。ユニット１０は、方向の角度が、方向Ｄ４が成す角度Ａ４に近付くと線量を増大させる。このように、方向Ｄ１〜Ｄ９の間の線量分布曲線Ｃ１は双曲線の形状を有する。

制御論理ユニット１０はまた、図３で分かるように標準化の一例を達成する。方向Ｄ１〜Ｄ９の各々の線量レベルは、本書では基準値Ｖ１である標準化された値まで低減される。標準化の基準値Ｖ１は最適画質の関数として決定される。この標準化を具現化するためには、フィルタリング回路を用いることができる。無雑音標準化を具現化するためには、他形式の標準化回路を用いることもできる。この標準化は図３で点線の矢印Ｆ１〜Ｆ９によって示されている。矢印Ｆ１〜Ｆ９は、主方向Ｄ１〜Ｄ９のＸ線強度の標準化の向きをそれぞれ示す。

一変形では、制御論理ユニット１０は、線量分布曲線Ｃ２の形状で分かるように、方向Ｄ４に線量の４０％を割り当て、他の方向に一様な線量を割り当てることができる。この場合には、制御論理ユニット１０は、主放出方向Ｄ１〜Ｄ３及びＤ５〜Ｄ９の一様な強度レベルに相当する基準値Ｖ２である標準化された値を選択することができる。

図４は、第一の経路Ｔ１での主放出方向Ｄ１〜Ｄ９の非一様散開というもう一つのモードを示している。連続した二つの主放出方向Ｄ１〜Ｄ９によってそれぞれ形成される角度段差Ｐ１〜Ｐ９が不規則になっている。図４の例では、角度段差Ｐ８及びＰ４は６０°の角度を成す。角度段差Ｐ７及びＰ３は３０°の角度を成し、他の角度段差は１５°の角度を成す。方向Ｄ１〜Ｄ９の散開が他形式の角度段差に従っていてもよく、これらの角度段差は不規則であっても規則的であってもよい。角度段差は、開示された例とは異なる他の角度を有していてもよい。

図５は、第二の経路Ｔ２に沿った様々な方向Ｄ′１〜Ｄ′９での線量の散開及び分配を示している。方向Ｄ′１〜Ｄ′９は、角度段差Ｐ′１〜Ｐ′９でそれぞれ散開している。この角度段差は一定である。すると、制御論理ユニット１０によって選択される散開モードは、規則的になる。

制御論理ユニットは、方向Ｄ′１〜Ｄ′９の各々での線量の分配のモードを決定する。制御論理ユニットは、いずれの方向が医師によって好適性を与えられるかを決定する。この決定に基づいて、制御論理ユニットはこの方向に線量の４０％を認める。図５の例では、この方向は方向Ｄ′５である。二つの経路Ｔ１及びＴ２の方向Ｄ５及びＤ′５の各々が線量の４０％を受けるため、制御論理ユニット１０は、二つの経路Ｔ１及びＴ２の残りの方向について、線量の残り２０％の一様分配又は非一様分配を実行する。

第二の経路Ｔ２の方向Ｄ′１〜Ｄ′４及び方向Ｄ′６〜Ｄ′９、並びに第一の経路Ｔ１の方向Ｄ１〜Ｄ４及び方向Ｄ６〜Ｄ９は、一例では各方向が検出器４の基準面３０に対して成すそれぞれの角度に依存する線量を有する。

検出器４は先ず、第一の経路Ｔ１の主放出方向Ｄ１〜Ｄ９を表わす全てのＸ線画像データを取得する。第二に、検出器４は第二の経路Ｔ２の主放出方向Ｄ′１〜Ｄ′９を表わすＸ線画像データを取得する。画像データのこのデータの処理を図６に示す。

図６は、二次元画像及び三次元像を得るために用いられる画像処理の一例の模式図を示す。二つの経路Ｔ１及びＴ２について画像データを処理するモードは同一である。従って、ここでは第一の経路Ｔ１によって与えられたデータ画像を処理するモードのみを考察する。検出器によって与えられたＸ線画像データＩ１〜Ｉ９のデータの各々は、主放出方向Ｄ１〜Ｄ９をそれぞれ表わす。所望の主方向に依存して、制御論理ユニット１０は、対応する画像データを第一の処理ユニット３１に送る。この第一の処理ユニット３１は二次元画像を形成する。この二次元画像は、現在用いられているマンモグラフィ装置で形成される投影放射線画像である。この投影画像は表示画面１６に示される。

画像データＩ１〜Ｉ９の全てのデータがトモシンセシス再構成時に用いられる。画像データの画像は制御論理ユニット１０によって処理ユニット３２へ送られる。処理ユニット３２はディジタル容積を与える。処理ユニット３２を用いて、トモシンセシス手法を用いて、限定された角度領域に散開してディジタル検出器に取得された少数の二次元投影又は画像データの各データに基づいて、検査する乳房の三次元容積を再構成する。

本方法は以下の特徴の１又は複数を含み得る。すなわち、対象に対して第一の経路と反対に管の第二の経路を決定するステップ、管の経路に沿って予め決定された多数の主放出方向について対象を透過する予め決定されたＸ線強度を照射するステップ、多数の主放出方向にＸ線照射の強度を非一様に分配するステップ、主放出方向の一つに対応する第二の二次元画像を形成するステップ、多数の主放出方向に対応する第二の三次元画像を形成するステップ、トモシンセシス再構成によって三次元画像を表現するステップ、各々の経路について多数の主放出方向に対して一つの主放出方向に好適性を与えるステップ、各々の経路について好適主放出方向にＸ線強度の４０％を分配するステップ、二つの経路の残りの主放出方向にＸ線強度の残り２０％を分配するステップ、及び各々の経路について好適主放出方向の残りの主放出方向のＸ線強度を検出する前に、好適主放出方向の全てのＸ線強度を検出するステップである。

本方法は以下の特徴の１又は複数を含み得る。すなわち、各々の経路について好適主放出方向の残りの主放出方向のＸ線強度を検出した後に、好適主放出方向のＸ線強度を検出するステップ、多数の主放出方向に低Ｘ線強度の不特定の主放出方向を先行させるステップ、この不特定の主放出方向から、Ｘ線強度分配のモード及び二つの経路の多数の主放出方向を散開させるモードを計算によって決定するステップである。

本方法及び装置は、医師が、表示器を調節する必要なく、あらゆる点で高コントラストを有する明瞭な画像に即座にアクセスを得ることを可能にする。このような画像であれば、放射線医は画像の様々な構成要素の間の関係を知覚して全ての臨床的徴候を識別することが可能となる。この画像が明瞭でない場合には、放射線医はキーボード１６のキーを介して三次元画像にアクセスすることができる。

加えて、例示的な実施形態を参照して本発明の一実施形態を説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、機能及び／又は方法及び／又は結果に様々な変形を施し、また本発明の諸要素に代えて均等構成を置換し得ることが当業者には理解されよう。加えて、本発明の本質的範囲を逸脱することなく、多くの改変を施して本発明の教示に合わせて特定の状況又は材料を適応構成することができる。従って、本発明は、本発明を実施するために開示された特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に含まれる全ての実施形態を含むものとする。さらに、第一、第二等又はステップとの用語を用いたが、如何なる序列又は重要性を意味するものでもなく、一つの要素又は特徴をもう一つの要素又は特徴と区別するために用いた。さらに、単数不定冠詞を用いたが、量の制限を意味するものではなく、参照されている要素又は特徴が少なくとも一つ存在していることを意味する。

放射線装置、具体的には本発明の一実施形態の手段を設けられたマンモグラフィ装置を示す図である。 放射線を放出する手段の第一の経路において主放出方向の様々な取得を示す模式図である。 主放出方向の放射線強度の分布の形状を示すグラフである。 放射線を放出する手段の第一の経路において主放出方向の様々な取得を散開させるもう一つの実施形態を示す模式図である。 放射線を放出する手段の第二の経路において主放出方向の様々な取得を示す模式図である。 主放出方向の取得を処理する手段を示す模式図である。

符号の説明

１ マンモグラフィ装置
２ 垂直支柱
３ Ｘ線放出管
４ 検出器
５ 焦点
６ Ｘ線ビーム
７ アーム
８ 乳房支持プラットフォーム
９ 圧迫板
１０ 制御論理ユニット
１１ 外部バス
１２ マイクロプロセッサ
１３ プログラム・メモリ
１４ データ・メモリ
１５ 表示画面
１６ キーボード
１７ 入出力インタフェイス
１８ 内部バス
３０ 基準面

Claims (19)

1. 主放出方向（Ｄ）の周囲で対象に放射線のビーム（６）を放出する放出焦点（５）を有する放射線を放出する手段（３）と、
   前記主放出方向において前記放出の手段と対向して配置されており、前記対象の曝射中に放出される前記ビームを検出する検出の手段（４）と、
   前記対象に対して経路に沿って前記放射線を放出する手段を移動させる手段（７）と、
   を備えた放射線装置（１）であって、
   前記放出する手段は、前記経路に沿って予め決定された多数の主放出方向について当該放出する手段を透過する放射線強度を放出することを行ない、
   前記検出の手段は、前記多数の主放出方向を表わす画像データの多数のデータを取得し、
   当該放射線装置（１）は、
   前記予め決定されている放射線強度の前記多数の主放出方向での非一様な分配の手段（１０）と、
   前記対象の二次元画像及び三次元画像の両方を得るために前記画像データの多数のデータを処理する手段（３２）と、
   を含んでいる放射線装置（１）。
2. 前記画像データの多数のデータを処理する手段は、三次元画像を得るトモシンセシス再構成の手段を含んでいる、請求項１に記載の装置。
3. 前記放射線強度の分配の手段は、前記主放出方向の各々が前記検出の手段の基準面に対して成す角度の関数として前記強度を調節するように設計されている、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記放射線強度の分配の手段は、前記経路に沿って非一様な段差値に従って散開する主放出方向に放出することを前記放出の手段に行なわせるように設計されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記分配の手段は、前記検出の手段の平面に実質的に垂直である前記主放出方向に相対的に高い放射線強度を割り当てる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記分配の手段は、前記多数の主放出方向を方向数の等しい二つの部分に分割する前記主放出方向に相対的に高い放射線強度を割り当てる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記放射線強度の標準化の手段を含んでいる請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 対象に対する放射線の放出の手段の第一の経路を決定するステップと、
   前記放出の手段の前記経路に沿って予め決定された多数の主放出方向について前記対象を透過する放射線強度を放出するステップと、
   前記放出の手段に対向して配置された検出の手段により前記対象の曝射中に放出される前記放射線を検出するステップと、
   前記多数の主放出方向を表わす画像データの多数のデータを取得するステップと、
   前記多数の画像データを処理するステップと、
   前記放射線強度を前記多数の主放出方向に非一様に分配するステップと、
   前記主放出方向の一つに対応する第一の二次元画像を形成するステップと、
   前記多数の主放出方向から再構成される第一の三次元画像を形成するステップと、
   を備えた放射線装置の動作の方法。
9. 最大放射線量を受けた前記画像から前記第一の二次元画像を形成するステップを含んでいる請求項８に記載の方法。
10. 前記対象に対して前記第一の経路と反対に前記放出の手段の第二の経路を決定するステップと、
    前記放出の手段の前記経路に沿って予め決定された多数の主放出方向について前記対象を透過する予め決定された放射線強度を放出するステップと、
    前記多数の主放出方向にＸ線強度を非一様に分配するステップと、
    前記主放出方向の一つに対応する第二の二次元画像を形成するステップと、
    前記多数の主放出方向に対応する第二の三次元画像を形成するステップと、
    を含んでいる請求項８又は９に記載の方法。
11. トモシンセシス再構成により前記三次元画像の表現を達成するステップを含んでいる請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 各々の経路について前記多数の主放出方向に対して一つの主放出方向に好適性を与えるステップと、
    各々の経路について前記好適主放出方向に前記放射線強度の４０％を分配するステップと、
    前記二つの経路の残りの主放出方向に前記放射線強度の残り２０％を分配するステップと、
    を含んでいる請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 各々の経路についての前記残りの主放出方向の前記放射線強度の検出の前に、前記好適主放出方向の前記放射線強度を先ず検出するステップを含んでいる請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 各々の経路について前記残りの主放出方向の前記放射線強度の検出の後に、前記好適主放出方向の前記放射線強度を検出するステップを含んでいる請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記多数の主放出方向に、低放射線強度の不特定の主放出方向を先行させるステップと、
    前記不特定の主放出方向から、前記放射線強度の分配のモード及び前記二つの経路の前記多数の主放出方向を散開させるモードを計算により決定するステップと、
    を含んでいる請求項８〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 当該コンピュータ・プログラムがコンピュータで走行するときに請求項８〜１５のいずれか一項に記載の方法を具現化するプログラム・コード手段を備えたコンピュータ・プログラム。
17. 請求項８〜１５のいずれか一項に記載の方法を具現化するコンピュータ読み取り可能なプログラム・コード手段を実体化させたコンピュータ利用可能な媒体を備えたコンピュータ・プログラム・プロダクト。
18. コンピュータ・システムで用いられる製造品であって、請求項８〜１５のいずれか一項に記載の方法を具現化するコンピュータ読み取り可能なプログラム・コード手段を実体化させたコンピュータ読み取り可能な媒体を備えた製造品。
19. 機械により読み取り可能なプログラム記憶装置であって、請求項８〜１５のいずれか一項に記載の方法を実行するために前記機械により実行可能な命令のプログラムを有形で実体化したプログラム記憶装置。

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