JP2008067933A

JP2008067933A - デジタルマンモグラフィ装置

Info

Publication number: JP2008067933A
Application number: JP2006249973A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nishiki; 雅行西木
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】１台の装置で通常撮影とトモシンセシス撮影の両方を実現することのできるデジタルマンモグラフィ装置を提供することである。
【解決手段】被検体２０に対してＸ線発生器１３よりＸ線画曝射され、ＦＰＤ１６で検出された画像データを表示部２３に表示するデジタルマンモグラフィ装置に於いて、上記Ｘ線発生器１３を固定して撮影する通常モード撮影と、Ｘ線発生器１３を被検体２０の周囲に移動させて連続的に撮影可能なトモシンセシスモード撮影とが、操作部１４からの指示で切り替え可能である。システム制御１１は、この操作部１４で切り替えられた撮影モードに応じて、上記ＦＰＤ１６の画像データの読み出しタイミングを変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば乳房等の被検体における複数の投影像データを取得するＸ線撮影装置及びその方法に関する。

デジタルマンモグラフィ装置は、被検体である乳房のトモシンセンス撮影が可能である。図７は、従来のデジタルマンモグラフィ装置の構造を示す外観斜視図である。本体１にＸ線管保持部２が支持されており、このＸ線管保持部内に乳房である被検体Ｘ線を照射するＸ線管３が内蔵されている。そして、撮影台５上に、上記被検体が載置され、該撮影台５の上方に設けられた圧迫板４により、被検体の厚さを薄く均一にするようにしている。

このようなデジタルマンモグラフィ装置は、被検者の通常撮影を実施するのみが使用目的であった。これは、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を搭載したデジタルマンモグラフィ装置でも変わりはないものであった。ここで、通常撮影とは、１回につき１枚の撮影を行うもので、適当なＸ線を一方向から被検体（この場合乳房）に照射して、透過像をはＦＰＤまたはフィルムに記録するものである。

尚、トモシンセシス撮影に係わる技術としては、例えば、下記特許文献１が知られている。
特開２００５−１５２６５８号

ところで、上述した従来のデジタルマンモグラフィ装置では、トモシンセシス撮影を行うモードは存在せず、通常撮影に最適化した装置であればよいものであった。したがって、１台の装置で通常の撮影と、トモシンセシスモードによる撮影の両方を実現しようとすると、装置に新たな仕組みが必要となる。このため、コストアップにもつながるという課題を有している。

したがって本発明の目的は、１台の装置で通常撮影とトモシンセシス撮影の両方を実現することのできるデジタルマンモグラフィ装置を提供することにある。

すなわち本発明は、Ｘ線発生器を固定して撮影する通常モード撮影と、上記Ｘ線発生器を上記被検体の周囲に移動させて連続的に撮影可能なトモシンセシスモード撮影を行い、上記Ｘ線発生器から曝射されたＸ線を検出器で検出するデジタルマンモグラフィ装置に於いて、撮影モードに応じて上記検出器の読み出しタイミングを変更可能なことを特徴とする。

また、本発明は、被検体に対してＸ線を曝謝するＸ線発生手段と、該Ｘ線発生手段より発生されたＸ線を上記被検体を透過して検出する検出手段と、該検出手段で検出された画像データを表示する表示手段と、を備えたデジタルマンモグラフィ装置に於いて、上記Ｘ線発生手段を固定して撮影する通常モード撮影と、上記Ｘ線発生手段を上記被検体の周囲に移動させて連続的に撮影可能なトモシンセシスモード撮影とを切り替える切り替え手段と、上記切り替え手段で切り替えられた撮影モードに応じて上記検出手段の画像データの読み出しタイミングを変更する制御手段と、を具備することを特徴とする。

更に、本発明は、被検体に対してＸ線を曝謝するＸ線発生手段と、上記Ｘ線発生手段より発生されたＸ線を上記被検体を透過して検出する検出手段と、上記Ｘ線発生手段を固定して撮影する通常モード撮影と、上記Ｘ線発生手段を上記被検体の周囲に移動させて連続的に撮影可能なトモシンセシスモード撮影とを切り替える切り替え手段と、上記切り替え手段で切り替えられた撮影モードに応じて上記検出手段で検出された画像データの読み出しタイミングを変更する制御手段と、上記制御手段で変更された読み出しタイミングに基づいて、上記検出手段で検出された断層像データを取得する画像処理手段と、上記画像処理手段で処理された画像データを表示する表示手段と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、１台の装置で通常撮影とトモシンセシス撮影の両方を実現することのできるデジタルマンモグラフィ装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
初めに、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の実施形態によるデジタルマンモグラフィ装置の構成を示すブロック図である。

図１に於いて、システム制御部１１は、このデジタルマンモグラフィ装置１０の全体の制御動作を司るものである。このシステム制御部１１には、Ｘ線制御部１２を介してＸ線管を有するＸ線発生器１３と、操作部１４と、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）制御部１５を介してＦＰＤ１６とが接続される。また、システム制御部１１には、画像処理部２１と、記憶部であるメモリ２２と、表示部２３と、Ｘ線曝射スイッチ２５とが接続されており、それぞれの動作処理が行われる。

上記Ｘ線発生器１３は、後述するように、トモシンセシスモード（以下、トモモードと略記する）の撮影時に、複数の角度方向から撮影可能なように、Ｘ線制御部１２によって移動制御される。また、Ｘ線発生器１３は、システム制御部１１からＸ線制御部１３を介して、Ｘ線照射の動作制御が行われる。上記ＦＰＤ１６は撮影台（図示せず）に設けられているもので、このＦＰＤ１６の上方に上記Ｘ線発生器１３が配置される。また、ＦＰＤ１６上には、圧迫板１７が載置されている。この圧迫板１７は、乳房である被検体２０の厚さを薄く均一にするために被検体２０を圧迫する。

上記操作部１４は、後述するように、通常モード撮影とトモモード撮影とを切り替える等の切り替え手段としての操作や、トモモード撮影の際にＸ線発生器１３を移動させるための入力等の操作を行うためのものである。

画像処理部２１は、トモモードでの動作に於いては、Ｘ線発生器１３を複数の角度方向に移動させてＸ線を被検体２０に照射したときのＦＰＤ１６の出力信号を入力し、これらＦＰＤ１６の出力信号を画像処理して複数の撮影像データを取得して、被検体２０の複数の投影像データを取得する。これら断層像データは、システム制御部１１によってメモリ２２に記憶される。このメモリ２２に記憶された断層像データに対応する画像が、システム制御部１１により表示部２３に表示される。尚、通常モードでは、１枚の投影像から１枚の処理画像が得られる。

図２は、ＦＰＤ１６の光電変換部を二次元に配列して示した等価回路構成図である。このＦＰＤ１６内には、複数の検出素子３１₁₁，３１₂₁，…，３１₂₁，３１₂₂，…が、二次元に配列されており、各検出素子間には、走査線３５₁，３５₂，…と信号線３８₁，３８₂，…が直交するように配設されている。そして、光電変換部である光電膜３２₁₁，３２₂₁，…，３２₂₁，３２₂₂，…及び電気蓄積コンデンサ３３₁₁，３３₂₁，…，３３₂₁，３３₂₂，…には、それぞれ１つのトランジスタ３４₁₁，３４₂₁，…，３４₂₁，３４₂₂，…が接続されている。これらのトランジスタ３４₁₁，３４₂₁，…，３４₂₁，３４₂₂，…は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が用いられており、ドレイン電極またはソース電極の一方が上記光電変換部に接続されると共に他方は信号線３８₁，３８₂，…に、ゲート電極は走査線３５₁，３５₂，…に接続される。

各走査線３５₁，３５₂，…は、ゲートドライバ３６を介してＦＰＤ制御部１５に接続されている。同様に、各信号線３８₁，３８₂，…は、画像データ生成部３９を介して画像処理部２１に接続されている。

このような構成によって、Ｘ線発生器１３より曝射されて被検体２０を透過したＸ線量に応じた電気信号が当該検出素子より出力されて、画像データ生成部３９及び画像処理部２１にて撮影像データが得られる。

図３は、被検体に対するＸ線管の配置を示したもので、（ａ）は通常モード撮影時の例を示した図、（ｂ）はトモモード撮影時の例を示した図である。

Ｘ線管１３ａは上述したＸ線発生器１３内に設けられているＸ線源であり、図示されない高電圧発生部からＸ線制御部１２を介して電力供給を受け、被検体２０を透過してＦＰＤ１６に向けてＸ線を曝射するものである。図３（ａ）に示されるように、通常モードの撮影時には、Ｘ線管１３ａから照射されるＸ線が被検体２０に対して略垂直となるように、Ｘ線管１６ａとＦＰＤ１６が配置される。

一方、トモモード撮影時は、図３（ｂ）に示されるように、コンピュータにより成り、トモシンセンス撮影の動作制御を行う。このトモモード撮影時は、Ｘ線管１３ａが同図に矢印で示される複数の角度方向に移動制御され、これら角度方向に於いて、それぞれＸ線管１３ａからＸ線が被検体２０に向けて曝射される。そして、Ｘ線が被検体２０に曝射されたときに、ＦＰＤ１６の出力信号から複数の撮影像データが取得される。

次に、図４及び図５のタイミングチャートを参照して、本実施形態によるデジタルマンモグラフィ装置の撮影タイミングについて説明する。

先ず、図４のタイミングチャートを参照して、通常モードでの撮影タイミングを説明する。

Ｘ線の非照射時は、ＦＰＤ同期信号Ａのパターンのタイミングで、読み出し期間Ｔ１（ｔ₁〜ｔ₂）と積分期間Ｔ２（ｔ₂〜ｔ₄）が繰り返されて周期的に動作されている。そして、タイミングｔ₃にて、Ｘ線曝射スイッチ２５がオンされてＸ線曝射要求信号がシステム制御部１１に入ると、操作部１４からのモード信号切り替え指示により、ＦＰＤ同期信号ＡのパターンからＦＰＤ同期信号Ｂのパターンで表される非周期の動作に移行する。これにより、タイミングｔ₄にて、システム制御部１１からの指示に基づいてＸ線制御部１２がＸ線発生器１３を駆動し、該Ｘ線発生器１３内のＸ線管１３ａからＸ線が曝射される。

尚、ＦＰＤ１６のオフセット画像は、積分期間Ｔ２が変わると変化してしまう。したがって、ここではオフセット画像はｔ₅〜ｔ₆で示される期間ではなく、ｔ₁〜ｔ₂で示される期間で、オフセット画像とＸ線画像で積分期間が同じになるようなタイミングに設定されている。

このようにしてＸ線が被検体２０に曝射されると、ＦＰＤ１６でＸ線量に応じた電気信号が画像処理部２１に出力される。その後、画像処理部２１によって被検体２０の投影像データが取得されると、メモリ２２に記憶され、更に該投影像データに対応する画像が、システム制御部１１により表示部２３に表示される。

次に、図５のタイミングチャートを参照して、トモモードでの撮影タイミングを説明する。

Ｘ線の非照射時は、ＦＰＤ同期信号Ａのパターンのタイミングで、通常モードの撮影と同様に、読み出し期間（ｔ₁₂〜ｔ₁₃）と積分期間（ｔ₁₃〜ｔ₁₄）が繰り返されて周期的に動作されている。そして、タイミングｔ₁₁にて、Ｘ線曝射スイッチ２５がオンされてＸ線曝射要求信号が入ると、操作部１４からのモード信号切り替え指示により、ＦＰＤ同期信号ＡのパターンからＦＰＤ同期信号Ｂのパターンで表される動作に移行する。尚、このＦＰＤ同期信号Ａ及びＦＰＤ同期信号Ｂは、説明上分けて示されているが、同一の信号である。これにより、タイミングｔ₁₂でオフセット画像が取得された後、タイミングｔ₁₅にてＸ線管１３ａからＸ線が曝射され、1回目の撮影が行われる。次いで、タイミングｔ₁₄にてＦＰＤ同期信号Ｂに従って1枚目のＸ線画像が取得される。

その後、ＦＰＤ同期信号Ｂの積分期間に合わせて、Ｘ線発生器１３がシステム制御部１１及びＸ線制御部１２によって所定方向に移動される。そして、撮影位置が決定したならば、Ｘ線管１３ａからＸ線が曝射されて２回目の撮影が行われ、ＦＰＤ同期信号Ｂに従って２枚目のＸ線画像が取得される。

以下、同様にして所望の回数（図５では４回）の撮影が行われて複数の投影像データが取得されると、画像処理部２１に於いて、取得された複数の投影像データから断層像データが再構成されて、例えば乳房等の被検体２０の厚さ方向の複数の断層像データが取得される。これらの断層像データは、メモリ２２に記憶される。また、上記複数の断層像データから、１枚の全体画像データとしての最大強度投影画像データが画像処理部２１で作成されると、それが表示部２３に表示される。

このように、トモモードでの撮影時に於いては、ＦＰＤ１６は常に一定周期で動作され、Ｘ線曝射要求信号が入った後も、この周期動作は変化させないようにしている。トモモードのように連続して安定した画像を取得するためには、このようなタイミングで撮影する必要がある。

以上のように、第１の実施形態によれば、通常モード撮影では非周期的な読み出しモードにし、トモモード撮影では周期的な読み出しモードに切り替えるので、１台のデジタルマンモグラフィ装置に於いて、通常モード撮影とトモモード撮影の両方を最適化することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

上述した第１の実施形態では、トモモードに於いて、ＦＰＤ１６は常に一定周期で動作させており、ＦＰＤ１６の１周期に１回の割合でＸ線の曝射が行われていた。これに対し、本第２の実施形態では、ＦＰＤ１６の２周期に１回の割合でＸ線を曝射するようにしている。

尚、本第２の実施形態に於いて、デジタルマンモグラフィ装置の構成及び通常モード撮影のタイミングは、上述した第１の実施形態と同じであるので、同一の部分には同一の参照番号を付してその構成及び動作の説明を省略する。

図６のトモモード撮影のタイミングチャートに於いて、Ｘ線の非曝射時は、ＦＰＤ１６は、ＦＰＤ同期信号Ａのタイミングで周期的に動作されている。そして、タイミングｔ₁₁にて、Ｘ線曝射スイッチ２５がオンされてＸ線曝射要求信号がシステム制御部１１に入ると、操作部１４からのモード信号切り替え指示により、ＦＰＤ同期信号ＡからＦＰＤ同期信号Ｂで表される動作に移行する。これにより、オフセット画像が取得された後、Ｘ線管１３ａからＸ線が曝射され、1回目の撮影が行われると、ＦＰＤ同期信号Ｂに従って1枚目のＸ線画像が取得される。

その後、ＦＰＤ同期信号Ｂの２周期分の期間に合わせて、Ｘ線発生器１３がシステム制御部１１及びＸ線制御部１２によって所定方向に移動される。そして、撮影位置が決定したならば、Ｘ線管１３ａからＸ線が曝射されて２回目の撮影が行われ、ＦＰＤ同期信号Ｂに従って２枚目のＸ線画像が取得される。

以下、同様にしてＦＰＤ同期信号の２周期に1回の割合でＸ線曝射による撮影が行われて、複数の投影像データが取得される。

尚、この第２の実施形態では、ＦＰＤ同期信号の２周期に1回の割合でＸ線曝射による撮影が行う例で説明したが、これに限られるものではなく、ＦＰＤ同期信号の周期の整数倍のタイミングでわれて、複数の投影像データが取得される。

この第２の実施形態によっても、上述した第１の実施形態と同様に、通常モード撮影では非周期的な読み出しモードにし、トモモード撮影では周期的な読み出しモードに切り替えるので、１台のデジタルマンモグラフィ装置に於いて、通常モード撮影とトモモード撮影の両方を最適化することができる。加えて、機器の都合等によりＸ線曝射のタイミングを速くできない場合でも、ＦＰＤ同期信号の周期の整数倍の周期でＸ線の曝射するようにすれば、同様の効果を得ることができる。

尚、上述した実施形態ではＸ線検出器としてフラットパネルディテクタを使用した例で説明したが、これに限られずに連続的に画像を読み出すことのできるデジタル検出器であればよい。

また、上述した実施形態では、１台の装置で通常撮影とトモシンセシス撮影の両方を実現することのできるものとしてデジタルマンモグラフィ装置について説明したが、これに限られるものではない。１台の装置で通常撮影とトモシンセシス撮影の両方を行うものであれば、例えば、被検体として、胸部、頭腹部、四肢、等の部位を撮影する装置であってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。

更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、或いは実施形態に示される構成要件が幾つか組合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態によるデジタルマンモグラフィ装置の構成を示すブロック図である。図１のＦＰＤ１６の光電変換部を二次元に配列して示した等価回路構成図である。被検体に対するＸ線管の配置を示したもので、（ａ）は通常モード撮影時の例を示した図、（ｂ）はトモモード撮影時の例を示した図である。本発明の第１の実施形態によるデジタルマンモグラフィ装置の撮影タイミングについて説明するもので、通常モードでの撮影タイミングを説明するためのタイミングチャートである。本発明の第１の実施形態によるデジタルマンモグラフィ装置の撮影タイミングについて説明するもので、トモモードでの撮影タイミングを説明するためのタイミングチャートである。本発明の第２の実施形態によるデジタルマンモグラフィ装置の撮影タイミングについて説明するもので、トモモードでの撮影タイミングを説明するためのタイミングチャートである。従来のデジタルマンモグラフィ装置の構造を示す外観斜視図である。

符号の説明

１０…デジタルマンモグラフィ装置、１１…システム制御部、１２…Ｘ線制御部、１３…Ｘ線発生器、１３ａ…Ｘ線管、１５…フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）制御部、１６…フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）、１７…圧迫板、２０…被検体、２１…画像処理部、２２…メモリ、２３…表示部、２５…Ｘ線曝射スイッチ。

Claims

Ｘ線発生器を固定して撮影する通常モード撮影と、上記Ｘ線発生器を上記被検体の周囲に移動させて連続的に撮影可能なトモシンセシスモード撮影を行い、上記Ｘ線発生器から曝射されたＸ線を検出器で検出するデジタルマンモグラフィ装置に於いて、
撮影モードに応じて上記検出器の読み出しタイミングを変更可能なことを特徴とするデジタルマンモグラフィ装置。
上記検出器は、上記通常モード撮影では非周期的な読み出しモードに設定され、上記トモシンセシスモード撮影では周期的な読み出しモードに設定されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルマンモグラフィ装置。
上記検出器は、上記通常モード撮影ではＸ線曝射要求を受け取った直後に非周期モードに移行することを特徴とする請求項１に記載のデジタルマンモグラフィ装置。
被検体に対してＸ線を曝謝するＸ線発生手段と、該Ｘ線発生手段より発生されたＸ線を上記被検体を透過して検出する検出手段と、該検出手段で検出された画像データを表示する表示手段と、を備えたデジタルマンモグラフィ装置に於いて、
上記Ｘ線発生手段を固定して撮影する通常モード撮影と、上記Ｘ線発生手段を上記被検体の周囲に移動させて連続的に撮影可能なトモシンセシスモード撮影とを切り替える切り替え手段と、
上記切り替え手段で切り替えられた撮影モードに応じて上記検出手段の画像データの読み出しタイミングを変更する制御手段と、
を具備することを特徴とするデジタルマンモグラフィ装置。
上記制御手段は、上記通常モード撮影時には上記検出手段の読み出しタイミングを非周期的に設定し、上記トモシンセシスモード撮影時には上記検出手段の読み出しタイミングを周期的に設定することを特徴とする請求項４に記載のデジタルマンモグラフィ装置。
上記Ｘ線発生手段からＸ線を曝謝させる入力手段を更に具備し、
上記制御手段は、上記通常モード撮影時には上記入力手段からＸ線曝射要求を受け取った直後に非周期的な読み出しタイミングに移行することを特徴とする請求項５に記載のデジタルマンモグラフィ装置。
上記制御手段は、上記トモシンセシスモード撮影時には、上記検出手段の読み出しタイミングを上記Ｘ線発生手段によるＸ線曝者のタイミングと同期させることを特徴とする請求項４に記載のデジタルマンモグラフィ装置。
被検体に対してＸ線を曝謝するＸ線発生手段と、
上記Ｘ線発生手段より発生されたＸ線を上記被検体を透過して検出する検出手段と、
上記Ｘ線発生手段を固定して撮影する通常モード撮影と、上記Ｘ線発生手段を上記被検体の周囲に移動させて連続的に撮影可能なトモシンセシスモード撮影とを切り替える切り替え手段と、
上記切り替え手段で切り替えられた撮影モードに応じて上記検出手段で検出された画像データの読み出しタイミングを変更する制御手段と、
上記制御手段で変更された読み出しタイミングに基づいて、上記検出手段で検出された断層像データを取得する画像処理手段と、
上記画像処理手段で処理された画像データを表示する表示手段と、
を具備することを特徴とするデジタルマンモグラフィ装置。
上記制御手段は、上記通常モード撮影時には上記検出手段の読み出しタイミングを非周期的に設定し、上記トモシンセシスモード撮影時には上記検出手段の読み出しタイミングを周期的に設定することを特徴とする請求項８に記載のデジタルマンモグラフィ装置。
上記Ｘ線発生手段からＸ線を曝謝させる入力手段を更に具備し、
上記制御手段は、上記通常モード撮影時には上記入力手段からＸ線曝射要求を受け取った直後に非周期的な読み出しタイミングに移行することを特徴とする請求項９に記載のデジタルマンモグラフィ装置。
上記制御手段は、上記トモシンセシスモード撮影時には、上記検出手段の読み出しタイミングを上記Ｘ線発生手段によるＸ線曝者のタイミングと同期させることを特徴とする請求項８に記載のデジタルマンモグラフィ装置。