JP2008079923A - Radiographic photographing equipment - Google Patents
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- A61B6/484—Diagnostic techniques involving phase contrast X-ray imaging
Abstract
Description
本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、位相コントラスト画像を撮影することが可能な放射線画像撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiographic image capturing apparatus, and more particularly to a radiographic image capturing apparatus capable of capturing a phase contrast image.
放射線を用いて乳房を撮影を行うことにより得られた乳房画像は、診断のための医用画像として広く用いられている。乳房撮影において照射する放射線量を適正に制御することは、被写体の被爆線量過多を防止するために重要である。また、放射線量と画質は非常に密接な関係にあり、線量が適正でないと画像の粒状が増加するので被写体の描出性能が下がり、診断性能が悪化するため、照射する放射線量を適正に制御することは、画像の診断性能を確保するためにも重要である。そこで、乳房撮影を行う撮影装置には、自動露出制御装置(AEC;Automatic Exposure Control)が搭載されており、放射線量が適正となるように制御されている。 A breast image obtained by imaging a breast using radiation is widely used as a medical image for diagnosis. Proper control of the radiation dose irradiated in mammography is important in order to prevent an excessive exposure dose to the subject. In addition, radiation dose and image quality are very closely related, and if the dose is not appropriate, the granularity of the image will increase, so the imaging performance of the subject will deteriorate and the diagnostic performance will deteriorate, so the radiation dose to be irradiated will be controlled appropriately This is also important for ensuring diagnostic performance of images. Therefore, an imaging device that performs mammography is equipped with an automatic exposure control device (AEC) and is controlled so that the radiation dose is appropriate.
放射線画像撮影装置においては、放射線源と被写体を挟んだ向かい側に保持され被写体を透過した放射線を検出する放射線画像検出器の、放射線源に対向する面と反対側に、被写体を透過した放射線量を検出するセンサ(AECセンサ)を有している。自動露出制御においては、このセンサにより検出された放射線量に応じて放射線照射時間を制御する。ほとんどの乳癌は乳腺組織から発生するため、乳腺組織は乳房画像における主要な診断対象領域となり、乳腺組織に最適な線量の放射線を照射することが重要である。そこで、撮影技師は、乳腺組織の領域に最適な線量の放射線を照射するために、放射線量を検出するセンサの位置が乳腺密度の最も高い部分に対応するようにセンサの位置を合わせる必要がある。 In the radiographic imaging device, the radiation amount transmitted through the subject is measured on the opposite side of the surface facing the radiation source of the radiation image detector that detects the radiation transmitted through the subject held on the opposite side across the radiation source and the subject. It has a sensor (AEC sensor) to detect. In the automatic exposure control, the radiation irradiation time is controlled in accordance with the radiation dose detected by this sensor. Since most breast cancers originate from mammary tissue, it is the main diagnostic area in the breast image and it is important to irradiate the mammary tissue with an optimal dose of radiation. Therefore, in order to irradiate the region of the mammary gland with an optimal dose of radiation, the radiographer needs to position the sensor so that the position of the sensor for detecting the radiation dose corresponds to the portion having the highest breast density. .
この自動露出制御を補助するものとして、例えば、特許文献1においては、乳房上にセンサ位置を投光することにより、X線を照射する前に、センサが乳房のどの位置にあるかを示す技術が記載されている。 As an aid to this automatic exposure control, for example, in Patent Document 1, a sensor position is projected onto the breast to indicate where the sensor is located on the breast before X-ray irradiation. Is described.
また、非特許文献1に記載されているように、近年、被写体を透過した放射線量を検出するセンサを複数有し、前記複数の各センサによる検出値から被写体全体の乳腺含有率を算出し、この乳腺含有率に基づいて、被写体に照射する放射線量を制御する機能を備えた撮影装置も提案されている。 In addition, as described in Non-Patent Document 1, in recent years, it has a plurality of sensors that detect the amount of radiation that has passed through the subject, and calculates the mammary gland content of the entire subject from the detection values of the plurality of sensors, There has also been proposed an imaging apparatus having a function of controlling the radiation dose applied to the subject based on the mammary gland content.
非特許文献1に記載の技術は、撮影技師により乳腺密度の最も高い部分にセンサ位置を合わせる操作が不要となり、撮影効率を向上させることができる。
ところで、非特許文献1に記載されているような、被写体を透過した放射線量を検出するセンサを複数有する放射線画像撮影装置において、センサを配置する際には、放射線画像検出器の構造を勘案する必要がある。例えば、放射線画像検出器のバック板等に放射線を透過させない部材が使用されている場合、この部材に対応する位置にはセンサを配置できない。更に、放射線画像検出器には多数の型式、サイズが存在するので、これらを同一の放射線画像撮影装置で使用可能とするためには、各型式、サイズに共通するセンサ配置可能エリアを探索して複数のセンサを配置する必要がある。即ち、放射線画像撮影装置においては、放射線画像検出器の全面に対応してセンサを配置することはできず、センサを配置できる領域には制限がある。 By the way, in the radiographic imaging apparatus having a plurality of sensors that detect the radiation dose transmitted through the subject as described in Non-Patent Document 1, the structure of the radiographic image detector is taken into consideration when arranging the sensors. There is a need. For example, when a member that does not transmit radiation is used for the back plate or the like of the radiation image detector, the sensor cannot be disposed at a position corresponding to this member. Furthermore, since there are many types and sizes of radiological image detectors, in order to make these usable in the same radiographic image capturing device, a sensor arrangement area common to each type and size is searched. It is necessary to arrange a plurality of sensors. That is, in the radiographic imaging device, the sensor cannot be arranged corresponding to the entire surface of the radiographic image detector, and there is a limit to the area where the sensor can be arranged.
そのため、図8に示すように、例えば、被写体Hのサイズが大きくセンサ(図8、図9においてSEで示す)が配置されている領域内に被写体が収まらずにセンサ配置領域の外に乳腺含有率が高い領域(図8、図9においてMで示す)が配置されてしまった場合には、複数のセンサの平均乳腺含有率の算出に実際の乳腺含有率の高い領域が含まれなくなるため、この複数のセンサから算出される被写体全体の乳腺含有率に応じて放射線照射量を制御すると、乳腺密度の高い部分に対して十分な線量の放射線を照射することができないという問題があった。また、位相コントラスト撮影を行う場合、図9(a)(b)に示すように、拡大率によって放射線画像とセンサの位置の関係が異なるため、拡大率によっては乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域外となった場合にも、同様の問題点があった。 For this reason, as shown in FIG. 8, for example, the subject H is large in size, and the subject does not fit in the region where the sensor (indicated by SE in FIGS. 8 and 9) is placed. When a region having a high rate (indicated by M in FIGS. 8 and 9) has been arranged, the region having a high actual mammary gland content rate is not included in the calculation of the average mammary gland content rate of a plurality of sensors. When the radiation dose is controlled in accordance with the mammary gland content of the entire subject calculated from the plurality of sensors, there is a problem that a sufficient dose of radiation cannot be irradiated to a portion having a high mammary gland density. Further, when performing phase contrast imaging, as shown in FIGS. 9A and 9B, the relationship between the position of the radiation image and the sensor differs depending on the enlargement ratio. There was a similar problem when going out of range.
本発明の課題は、自動露出制御用の複数のセンサを備えた放射線画像撮影装置において、個々のセンサの出力に応じて放射線照射量を制御することにより、診断対象領域がセンサ配置領域外となることによる線量不足を解消できるようにすることである。 An object of the present invention is to provide a radiographic imaging apparatus having a plurality of sensors for automatic exposure control, by controlling the radiation dose according to the output of each sensor, so that the diagnosis target area is outside the sensor arrangement area. It is to be able to solve the shortage of dose due to the accident.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
被写体に放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源からの放射線を検出する放射線画像検出器を保持する検出器保持手段と、
前記検出器保持手段により保持された放射線画像検出器を透過した放射線量を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記放射線からの放射線照射量を制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置において、
前記検出手段は、前記放射線画像検出器が占める面積より小さい面積領域に複数のセンサが平面状に配列されて構成され、
前記制御手段は、前記複数のセンサにおける個々のセンサの出力に応じて、前記放射線源からの放射線照射量を可変制御することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
A radiation source for irradiating the subject with radiation;
Detector holding means for holding a radiographic image detector for detecting radiation from the radiation source;
Detecting means for detecting a radiation amount transmitted through the radiation image detector held by the detector holding means;
Control means for controlling the radiation dose from the radiation based on the detection result by the detection means;
In a radiographic imaging apparatus comprising:
The detection means is configured by arranging a plurality of sensors in a planar area in an area area smaller than the area occupied by the radiation image detector,
The control means variably controls the radiation dose from the radiation source according to the output of each sensor in the plurality of sensors.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記制御手段は、前記複数のセンサにおける個々のセンサの出力に基づいて、前記放射線画像検出器により検出される放射線画像の前記被写体の診断対象領域が前記複数のセンサの配置領域内に含まれるか否かを判断し、この判断結果に応じて前記放射線源からの放射線照射量を可変制御することを特徴としている。
The invention according to
Whether the control unit includes the diagnosis target region of the subject of the radiographic image detected by the radiological image detector in the arrangement region of the plurality of sensors based on the outputs of the individual sensors in the plurality of sensors. It is characterized by determining whether or not, and variably controlling the radiation dose from the radiation source according to the determination result.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、
前記放射線画像撮影装置は位相コントラスト撮影が可能な撮影装置であり、
撮影倍率を設定する倍率設定手段と
前記被写体の撮影方向を設定する撮影方向設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、更に、前記撮影方向設定手段において設定された撮影方向、及び/又は、前記倍率設定手段において設定された撮影倍率に基づいて、前記放射線源からの放射線照射量を可変制御することを特徴としている。
The invention according to
The radiographic imaging device is an imaging device capable of phase contrast imaging,
A magnification setting means for setting a shooting magnification; a shooting direction setting means for setting a shooting direction of the subject;
With
The control means further variably controls the radiation dose from the radiation source based on the photographing direction set by the photographing direction setting means and / or the photographing magnification set by the magnification setting means. It is characterized by.
請求項1、2に記載の発明によれば、検出手段の複数のセンサにおける個々のセンサの出力に応じて放射線照射量を可変制御するので、個々のセンサの出力に応じて診断対象領域がセンサ配置領域外かを判断し、その結果に応じて放射線照射量を可変制御することができ、診断対象領域がセンサ配置領域外となることによる線量不足を解消することが可能となる。 According to the first and second aspects of the present invention, since the radiation dose is variably controlled according to the output of each of the plurality of sensors of the detection means, the diagnosis target region is a sensor according to the output of each sensor. It is possible to determine whether the region is out of the arrangement region, and to variably control the radiation irradiation amount according to the result, and to solve the shortage of dose due to the diagnosis target region being out of the sensor arrangement region.
請求項3に記載の発明によれば、撮影方向及び/又は撮影倍率に応じてより精度良く放射線照射量を可変制御することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the radiation dose can be variably controlled with higher accuracy in accordance with the imaging direction and / or the imaging magnification.
本実施の形態に係る乳房画像撮影装置1は、位相コントラスト撮影を行う放射線画像撮影装置である。以下、図を参照して乳房画像撮影装置1の構成について説明する。
図1、2に、乳房画像撮影装置1の構成例を示す。図1は、乳房画像撮影装置1の外観構成例を示す図であり、図2は、図1に示す乳房画像撮影装置1の撮影装置本体部2の内部構成を模式化して示す図である。なお、図2において、AECセンサ部13、操作装置14、電源部15、駆動装置17及び駆動装置19は本体部9の制御装置16(図3に図示)に接続されているが、ここでは図示しない。図1に示すように、乳房画像撮影装置1は、本体部9に支持基台3が昇降自在に設けられており、支持基台3には、支持基台3に設けられた支軸4を介して撮影装置本体部2が支持されている。支持基台3は、モータ等により構成される駆動装置17に駆動されて昇降する。撮影装置本体部2は、駆動装置17による支持基台3の昇降により昇降可能となっており、また、駆動装置17により前記支軸4を支点として回動可能となっている。
A breast image capturing apparatus 1 according to the present embodiment is a radiographic image capturing apparatus that performs phase contrast imaging. Hereinafter, the configuration of the breast image capturing apparatus 1 will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a configuration example of the breast image photographing apparatus 1. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an external configuration of the breast image photographing apparatus 1, and FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an internal configuration of the photographing apparatus
撮影装置本体部2の上部には放射線を放射するための放射線源6が設けられ、この放射線源6は、支軸4及び支持基台3を介して本体部9と接続されている電源部15に接続されている。放射線源6は、この電源部15によって管電圧及び管電流を印加されるようになっている。放射線源6の放射線放射口には、放射線照射野を調節する照射野調整装置としての絞り装置7の絞り口が、開閉自在に設けられている。
A
放射線源6としては、回転陽極X線管とすることが好ましい。この回転陽極X線管においては、陰極から放射される電子線が陽極に衝突することでX線が発生する。これは自然光のようにインコヒーレント(非干渉性)であり、また平行光X線でもなく発散光である。電子線が陽極の固定した場所に当り続けると、熱の発生で陽極が傷むので、通常用いられるX線管では陽極を回転して陽極の寿命の低下を防いでいる。電子線を陽極の一定の大きさの平面に衝突させ、発生したX線はその一定の大きさ陽極の平面から被写体Hに向けて放射される。この平面を焦点(フォーカス)と呼ぶ。焦点サイズD(μm)は、焦点が正方形の場合、その一辺の長さを、焦点が長方形や多角形の場合、その短辺の長さを、焦点が円形の場合、その直径をさす。
The
焦点サイズDが大きくなるほど照射される放射線量が多くなる。人体を透過するには実用上一定以上の放射線量が必要であるため、乳房画像撮影装置1では、人体を撮影するのに必要な放射線量を照射可能な、焦点サイズDがD≧30(μm)の放射線源6であることが好ましい。 As the focal spot size D increases, the amount of radiation applied increases. Since a radiation dose of a certain level or more is practically required to pass through the human body, the breast image capturing apparatus 1 can irradiate the radiation dose necessary for photographing the human body, and the focal spot size D is D ≧ 30 (μm). The radiation source 6) is preferred.
撮影装置本体部2の下部には、被写体Hを透過した放射線を検出する放射線画像検出器として例えば輝尽性蛍光体シートを収納したカセッテを保持する検出器保持部12が被写体台10の下方であって放射線源6から略垂直に延在する位置に、放射線源6に対向するように取り付けられている。検出器保持部12に保持された放射線画像検出器の最上面は、検出器保持部12の最上面と一致する。放射線源6と検出器保持部12は、図2に示すように保持部材8に取り付けられており、この保持部材8により放射線源6と検出器保持部12との距離L(後述するR1+R2)が一定距離に維持されている。この保持部材8は、モータ等により構成される駆動装置19の駆動により昇降可能となっており、駆動装置19による保持部材8の昇降により放射線源6及び検出器保持部12が一定距離を保ちつつ昇降するようになっている。駆動装置19の駆動による放射線源6及び検出器保持部12の昇降により、被写体台10に対する放射線源6及び検出器保持部の相対的距離が調節可能である。即ち、駆動装置19は、調節手段として機能する。なお、放射線源6と検出器保持部12との距離Lは、焦点サイズD≧30(μm)とした場合、撮影画像の出力時のエッジ強調効果(位相コントラスト効果)の視認性の点からL≧0.95(m)とすることが好ましい。
A
放射線画像検出器としては、上述の輝尽性蛍光体シートを収納したカセッテの他、例えば、スクリーン(増感紙)/フィルム、FPD(flat panel detector)等を用いること
としてもよい。
As the radiation image detector, for example, a screen (intensifying screen) / film, an FPD (flat panel detector), or the like may be used in addition to the cassette containing the photostimulable phosphor sheet.
撮影装置本体部2における放射線源6の下方及び検出器保持部12の上方であって放射線源6から略垂直に延在する位置には、被写体Hを下から保持する被写体台10及び被写体Hを上部から圧迫して固定するための圧迫板11が配設されている。被写体台10は、図2に示すように、撮影装置本体部2のホルダー5に取り付けられており、駆動装置17による撮影装置本体部2の昇降に応じて昇降する。これにより、被写体Hの位置(乳房位置)に応じて被写体台10の高さの調整が可能となっている。圧迫板11は、撮影装置本体部2内に設けられた図示しない支持軸に沿って昇降可能に構成されている。
At the position below the
圧迫板11の位置は、位置検知部18(図3に図示)により検知され、本体部9の制御装置16に出力される。位置検知部18としては、赤外線を用いた測光による方式、圧迫板11をスライドする支持軸のレールに線抵抗を設けて、その抵抗値測定から位置判別する方式などが採用できる。
The position of the
検出器保持部12の被写体台10に対向する面と反対の面には、検出器保持部12に保持された放射線画像検出器を透過した放射線量の検出を行う、検出手段としてのAECセンサ部13が設けられている。AECセンサ部13は、例えば、フォトマルチプライヤ、イオンチェンバー、又は半導体等により構成されるセンサである。
An AEC sensor unit serving as a detection unit that detects the amount of radiation that has passed through the radiation image detector held by the
図4に、AECセンサ部13のセンサ配置例を示す。AECセンサ部13においては、検出器保持部12に保持された放射線画像検出器が占める面積より小さい面積領域に複数のセンサが平面状に配列されている。
FIG. 4 shows a sensor arrangement example of the
この複数のセンサのそれぞれは、センサの放射線量の検出値を乳腺含有率に変換する変換部(図示せず)を有している。各センサの変換部には、予め、各乳腺含有率の乳房に対して、各線量(乳房撮影において照射する範囲の各線量)の放射線を照射したときの透過線量がデータとして記憶されている。これは、各乳腺含有率の乳房の実験用ファントムを用いて事前に測定して得られたデータである。各センサの変換部は、センサからの照射開始後nマイクロ秒間の検出値に基づき、照射開始後nマイクロ秒間でセンサに到達した被写体の透過線量を測定し、この測定値、放射線源6から照射した放射線量(制御装置16から入力される)及び予め記憶されている上記各乳腺含有率の事前測定データに基づいて、センサの検出値をセンサ上にある乳房部分の乳腺含有率に変換し、センサ出力値として制御装置16に出力する。なお、乳腺含有率は、0〜100(%)の範囲で出力され、乳腺含有率が0である場合は、このセンサに対応する位置には乳腺が存在しないことを示し、値が高いほどそのセンサに対応する位置の乳腺密度が高いことを示す。
Each of the plurality of sensors has a conversion unit (not shown) that converts the detection value of the radiation dose of the sensor into the mammary gland content rate. In the conversion unit of each sensor, the transmitted dose when each dose (each dose in the range to be irradiated in mammography) is irradiated to the breast of each mammary content is stored as data in advance. This is data obtained by measuring in advance using an experimental phantom of a breast of each mammary gland content rate. The conversion unit of each sensor measures the transmitted dose of the subject that has reached the sensor in n microseconds after the start of irradiation based on the detected value for n microseconds after the start of irradiation from the sensor. The detected value of the sensor is converted into the mammary gland content rate of the breast portion on the sensor based on the radiation dose (input from the control device 16) and the pre-measured data of each mammary gland content rate stored in advance. It outputs to the
本体部9は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RA
M(Random Access Memory)により構成される制御装置16を備えている。図3に、乳房画像撮影装置1の機能構成例を示す。図3に示すように、制御装置16には、AECセンサ部13、撮影方向設定手段や倍率設定手段として拡大率や撮影方向等の撮影条件の設定を行うためのキーボードやタッチパネル、被写体台10の位置の調整を行うための位置調整スイッチ(上方に調整する上方調整スイッチ、下方に調整する下方調整スイッチ)等を備える入力装置14a、及びCRTディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示装置14bを有する操作装置14、装置の動力源である電源部15、支持基台3の昇降による撮影装置本体部2の昇降及び撮影装置本体部2の回転を行う駆動装置17、圧迫板11の位置を検知する位置検知部18、及び保持部材8の昇降を行う駆動装置19がバス20を介して接続されている。制御装置16のROMには、乳房画像撮影装置1各部を制御するための撮影制御処理プログラムをはじめとする各種制御プログラムやプログラムの実行に必要なデータ等が記憶されており、CPUは、この制御プログラムとの協働により乳房画像撮影装置1各部の動作を統括的に制御し、位相コントラスト撮影を行う。
The
A
また、制御装置16のROMには、図5に示すように、乳房の撮影方向(右乳房斜位方向;MLO−R、左乳房斜位方向;MLO−L、右乳房及び左乳房の上下方向;CC)及び拡大率の組み合わせ毎に、撮影時に乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域内に含まれているか否かを判定するためのセンサパターンA、センサパターンBが記憶されている。なお、ここでいう被写体の乳腺含有率の高い領域とは、被写体を透過した放射線画像において、被写体の最も乳腺密度が高い領域に対応した領域をいう。センサパターンAは、各撮影方向及び拡大率の組み合わせにおいて、被写体の乳腺含有率の高い領域がAECセンサ部13のセンサ配置領域内に含まれている場合の、センサ配置領域内の各位置におけるセンサ出力値の基準パターンである。センサパターンBは、各撮影方向及び拡大率の組み合わせにおいて、被写体の乳腺含有率の高い領域がAECセンサ部13のセンサ配置領域外にも配置される場合の、センサ配置領域内の各位置におけるセンサ出力値の基準パターンである。
In the ROM of the
図5(a)に、拡大率1.75倍、CCのセンサパターンA及びBの一例を示す。図5(b)に、拡大率1.75倍、MLO−RのセンサパターンA及びBの一例を示す。図5(c)に、拡大率1.75倍、MLO−LのセンサパターンA及びBの一例を示す。図5(d)に、拡大率1.46倍、CCのセンサパターンA及びBの一例を示す。なお、以下、特に図示しないが、拡大率1.75倍、MLO−RのセンサパターンA及びB、拡大率1.75倍、MLO−LのセンサパターンA及びBも同様に記憶されている。なお、図5に示す矩形は、AECセンサ部13のセンサ配置領域内に配置されている各センサを示し、各矩形内の数値は、各センサの出力値である乳腺含有率を示す。
FIG. 5A shows an example of sensor patterns A and B of CC with an enlargement ratio of 1.75 times. FIG. 5B shows an example of sensor patterns A and B of MLO-R with an enlargement ratio of 1.75 times. FIG. 5C shows an example of sensor patterns A and B with an enlargement ratio of 1.75 times and MLO-L. FIG. 5D shows an example of the sensor patterns A and B of CC with an enlargement ratio of 1.46. In addition, although not shown in the drawings, the sensor patterns A and B of MLO-R with an enlargement ratio of 1.75 times and the sensor patterns A and B of MLO-L with an enlargement ratio of 1.75 times are also stored in the same manner. In addition, the rectangle shown in FIG. 5 shows each sensor arrange | positioned in the sensor arrangement | positioning area | region of the
ここで、図6を参照して位相コントラスト撮影の原理について説明する。位相コントラスト撮影とは、被写体Hと放射線画像検出器との間に一定の距離R2を設けることで、図6に示すように放射線の屈折に起因するエッジ強調(屈折コントラスト強調)画像を得るものである。図6に模式的に描くように、放射線が物体を通過するときに屈折して物体の境界内側の放射線密度が疎になり、さらに物体の外側は物体を通過しない放射線と重なることから放射線密度が上昇する。このようにして被写体境界部分であるエッジが画像として強調される。これは物体と空気との放射線に対する屈折率の差から生じる現象である。これがエッジ強調画像である。 Here, the principle of phase contrast imaging will be described with reference to FIG. Phase contrast imaging is to obtain an edge-enhanced (refractive contrast-enhanced) image resulting from the refraction of radiation as shown in FIG. 6 by providing a certain distance R2 between the subject H and the radiation image detector. is there. As schematically depicted in FIG. 6, radiation is refracted when passing through the object, and the radiation density inside the boundary of the object becomes sparse, and the outside of the object overlaps with radiation that does not pass through the object. To rise. In this way, the edge that is the subject boundary portion is enhanced as an image. This is a phenomenon resulting from the difference in refractive index between the object and air with respect to radiation. This is an edge-enhanced image.
さらに図6で原理的に示す空気と被写体との境界でのエッジ強調のみならず、物体内においても屈折率の異なる部分の境界部分も同様な効果が得られる。本発明での被写体境界部分とは放射線の屈折率の異なる物質との境界部分と表現することができる。 Further, not only the edge enhancement at the boundary between air and the subject shown in principle in FIG. 6 but also the same effect can be obtained at the boundary portion having a different refractive index in the object. The subject boundary portion in the present invention can be expressed as a boundary portion with a substance having a different refractive index of radiation.
位相コントラスト撮影を行うと、放射線源6から被写体Hまでの距離をR1、被写体Hと放射線画像検出器との距離をR2とすると拡大率=(R1+R2)/R1の撮影倍率での拡大撮影となる。ここでR1については、その起点は放射線源6の焦点の位置であり、通常の市販の放射線源6にはその場所が明示されている。また終点は被写体位置を固定する被写体台10により固定された被写体Hの中心線であり、ここでは被写体台10と圧迫板11から等距離にある位置を被写体Hの中心線としている。R2については起点は被写体Hの中心線であり、終点は放射線画像検出器の放射線を受ける平面の最上面、即ち、検出器保持部12の最上面である。
When phase contrast imaging is performed, if the distance from the
本実施の形態において、乳房画像撮影装置1は、1.46倍、1.75倍の何れかの拡大率(撮影倍率)で位相コントラスト撮影するものとする。 In the present embodiment, it is assumed that the breast image capturing apparatus 1 performs phase contrast imaging at any magnification ratio (imaging magnification) of 1.46 times or 1.75 times.
次に、乳房画像撮影装置1の動作について説明する。
図7に、制御装置16により実行される撮影制御処理を示す。当該処理の実行により制御手段が実現される。
Next, the operation of the mammography apparatus 1 will be described.
FIG. 7 shows photographing control processing executed by the
まず、入力装置14aから撮影方向を含む撮影条件が設定入力され(ステップS1)、次いで、被写体台10の位置及び圧迫板11の位置が調整され、被写体台10及び圧迫板11の位置が設定される(ステップS1)。具体的には、入力装置14aから入力された撮影方向が撮影装置本体部2の回転を必要とする撮影方向であるか否かが判断され、回転を必要とする撮影方向である場合、例えば、乳房を斜位方向から撮影するMLO(Medio-Lateral Oblique)である場合、駆動装置17が制御され、撮影装置本体部2全体が所定量回転される。入力装置14aの位置調整スイッチが操作されると、位置調整スイッチの操作に応じて駆動装置17が制御され、被写体台10の位置が調整される。また、撮影技師等の操作者により、圧迫板11の位置が調整され被写体Hが押圧、固定される。調整後、入力装置14aにより、調整された位置への被写体台10及び圧迫板11の設定を指示する旨が入力されることにより設定が完了する。
First, shooting conditions including a shooting direction are set and input from the
被写体台10及び圧迫板11の位置の設定後、入力装置14aにより、拡大率(撮影倍率)が設定入力されると(ステップS3)、入力された撮影倍率に応じて、被写体台10に対する放射線源6及び検出器保持部12の相対的距離がそれぞれ算出され、駆動装置19が制御されることにより、被写体台10から放射線源6及び検出器保持部12のそれぞれまでの距離が算出された距離となる位置に保持部材8が移動され、被写体台10に対する放射線源6及び検出器保持部12の相対的距離が調節される(ステップS4)。
After the positions of the subject table 10 and the
次いで、制御装置16のROMに記憶されている、撮影方向及び拡大率に応じたセンサパターンA、BがRAMに読み出され(ステップS5)、入力装置14aからの撮影指示が待機される。
Next, the sensor patterns A and B stored in the ROM of the
入力装置14aから撮影指示が入力されると(ステップS6;YES)、電源部15により放射線源6に管電圧及び管電流が印加されて放射線の照射が開始され(ステップS7)、AECセンサ部13の各センサの出力値(乳腺含有率)が取得され(ステップS8)、AECセンサ部13からの出力値に基づいて、被写体全体の平均乳腺含有率が算出される(ステップS9)。なお、値が出力されない等の欠陥センサがある場合は、周囲の正常なセンサから出力された乳腺含有率から補間して求めた値を欠陥センサの乳腺含有率として用いる。
When an imaging instruction is input from the
次いで、AECセンサ部13の個々のセンサから出力される出力値のパターン(センサ配置領域内の各センサ位置のセンサのそれぞれが出力する出力値からなるパターン)が、RAMに読み出されているセンサパターンA、センサパターンBの何れに類似しているかが判定される(ステップS10)。ここでは、AECセンサ部13の各センサから出力される出力値のパターンと、RAMに読み出されているセンサパターンA、センサパターンBとの2次元の正規化相互相関値をそれぞれテンプレートマッチング法により求め、相関値の大きいほうのセンサパターンに、AECセンサ部13の各センサから出力される出力値のパターンが類似していると判定する。ここで、センサパターンAは、図5に示すように、センサ配置領域の中央付近のセンサ出力値が高くなっているパターンであり、センサパターンAに類似していれば、乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域内に含まれていると判定される。センサパターンBは、図5に示すように、センサ配置領域の縁部においてセンサ出力値が高くなっているパターンであり、センサパターンBに類似していれば、乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域外に存在していると判定される。なお、放射線の照射時間は、平均的には2秒前後であり、ステップS10における判定に要する時間は100ミリ秒前後である。
Next, a pattern of output values output from the individual sensors of the AEC sensor unit 13 (pattern consisting of output values output from the sensors at the respective sensor positions in the sensor arrangement region) is read into the RAM. It is determined whether the pattern A or the sensor pattern B is similar (step S10). Here, the two-dimensional normalized cross-correlation values of the output value pattern output from each sensor of the
AECセンサ部13の各センサから出力される出力値のパターンが、センサパターンAに類似していると判定されると(ステップS11;YES)、ステップS9で算出された平均乳腺含有率に基づいて、放射線源6による放射線照射時間Tが決定される(ステップS12)。制御装置16のROMには、予め、平均乳腺含有率と、その平均乳腺含有率において診断に適した画像を得るために必要な放射線量を照射するためにかかる放射線照射時間とが対応付けられたテーブルが記憶されており、ROMに記憶されたテーブルが参照されることにより、ステップS9で算出された平均乳腺含有率に応じた放射線照射時間Tが放射線照射時間として決定される。
When it is determined that the pattern of output values output from each sensor of the
照射時間Tが決定されると、照射時間Tが経過するまで待機され、照射時間Tが経過したと判断されると(ステップS13;YES)、放射線源6からの放射線照射が停止され(ステップS16)、本処理は終了する。
When the irradiation time T is determined, the process waits until the irradiation time T elapses. When it is determined that the irradiation time T has elapsed (step S13; YES), the radiation irradiation from the
一方、AECセンサ部13の各センサから出力される出力値のパターンが、センサパターンBに類似していると判定されると(ステップS11;NO)、ステップS9で算出された平均乳腺含有率に基づいて、放射線源6による放射線照射時間T(1+α)が決定される(ステップS14)。
On the other hand, if it is determined that the pattern of output values output from each sensor of the
上述したように、制御装置16のROMには、予め、平均乳腺含有率と、その平均乳腺含有率において診断に適した画像を得るために必要な放射線量を照射するためにかかる放射線照射時間とが対応付けられたテーブル記憶されている。しかしながら、各センサから出力される出力値のパターンがセンサパターンBに類似している場合、乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域外に存在していると推定される。
As described above, the ROM of the
ここで、乳房は、主に乳頭から胸壁側へ向かって広がる乳腺組織とその他の脂肪組織からなり、乳腺組織は、放射線を吸収しやすく、脂肪組織は、放射線を透過しやすい特性を有している。乳腺組織は、癌等の病巣が発生しやすいため、被写体の乳腺含有率に応じた線量の放射線が照射されなければ、診断に適した画像が得られず、診断に影響する。乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域外に存在している場合、ステップS9で算出された平均乳腺含有率は、被写体の乳腺含有率の低い領域をもとに算出されていることとなり、この平均乳腺含有率に基づいて照射時間を算出しても、主な関心領域(診断対象領域)である乳腺含有率の高い領域に対して線量が不足し、得られた画像に粒状(ざらつき)が生じ、診断に適した画像が得られない。 Here, the breast is mainly composed of mammary gland tissue and other adipose tissue that spreads from the nipple toward the chest wall, and the mammary gland tissue has a characteristic that it easily absorbs radiation, and the adipose tissue easily transmits radiation. Yes. Since mammary tissue is likely to develop lesions such as cancer, an image suitable for diagnosis cannot be obtained unless radiation of a dose corresponding to the mammary gland content of the subject is irradiated, and this affects the diagnosis. When the region having a high mammary gland content rate exists outside the sensor arrangement region, the average mammary gland content rate calculated in step S9 is calculated based on the region having a low mammary gland content rate of the subject. Even if the irradiation time is calculated based on the average mammary gland content rate, the dose is insufficient for the region of high mammary gland content that is the main region of interest (diagnostic region), and the resulting image has graininess (roughness). And an image suitable for diagnosis cannot be obtained.
そこで、ステップS14においては、ROMに記憶されたテーブルが参照されることにより、ステップS9で算出された平均乳腺含有率に応じた放射線照射時間Tが取得され、この放射線照射時間Tに一定の延長時間を加算した時間T(1+α)が放射線照射時間として決定される。なお、延長時間は、Tの20〜30パーセントであり、予め定められている。この延長時間は、適宜設定できる構成としてもよい。 Therefore, in step S14, the table stored in the ROM is referred to obtain the radiation irradiation time T corresponding to the average mammary gland content calculated in step S9, and the radiation irradiation time T is extended by a certain amount. A time T (1 + α) obtained by adding the times is determined as the radiation irradiation time. The extension time is 20 to 30 percent of T and is predetermined. The extension time may be configured to be appropriately set.
照射時間Tが決定されると、照射時間T(1+α)が経過するまで待機され、照射時間T(1+α)が経過したと判断されると(ステップS15;YES)、放射線源6からの放射線照射が停止され(ステップS16)、本処理は終了する。
When the irradiation time T is determined, the process waits until the irradiation time T (1 + α) elapses. When it is determined that the irradiation time T (1 + α) elapses (step S15; YES), the radiation irradiation from the
以上説明したように、乳房画像撮影装置1によれば、AECセンサ部13を構成する各センサの出力値のパターンがセンサパターンAに類似しているかセンサパターンBに類似しているかを判定し、センサパターンAに類似していると判定した場合、乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域内に含まれていると判定してAECセンサ部13の平均乳腺含有率に応じた照射時間Tを決定し、照射時間Tの経過後、放射線源6からの放射線照射を停止する。センサパターンBに類似していると判定した場合、乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域外にも存在すると判定してAECセンサ部13の平均乳腺含有率に応じた照射時間Tを求めるとともに、この放射線照射時間Tに一定の延長時間を加算した時間T(1+α)を放射線照射時間として決定し、照射時間T(1+α)の経過後、放射線源6からの放射線照射を停止する。
As described above, according to the mammography apparatus 1, it is determined whether the pattern of the output value of each sensor constituting the
従って、診断対象領域である乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域外にも存在する場合であっても、十分な放射線量を照射することができ、乳腺含有率の高い領域がセンサ領域外となることによる線量不足を解消することが可能となる。 Therefore, even when a region having a high mammary gland content that is a diagnosis target region exists outside the sensor placement region, a sufficient radiation dose can be irradiated, and a region having a high mammary gland content is determined to be outside the sensor region. This makes it possible to eliminate the shortage of dose.
また、乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域内に含まれているか否かを判定するためのセンサパターンA、Bは、撮影方向、撮影倍率に応じて用意されているので、撮影方向や撮影倍率に応じて精度良く放射線照射量の制御を行うことが可能となる。 In addition, the sensor patterns A and B for determining whether or not a region having a high mammary gland content is included in the sensor arrangement region are prepared according to the shooting direction and the shooting magnification. It is possible to control the radiation dose with high accuracy according to the magnification.
なお、上記実施の形態における記述内容は、本発明に係る乳房画像撮影装置1の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態においては、AECセンサ部13の個々のセンサの検出値を乳腺含有率に変換して制御装置16に出力することとしたが、制御装置16の処理速度が十分高速であれば、個々のセンサの検出値を制御装置16に出力するようにし、制御装置16で個々のセンサの乳腺含有率を算出するようにしてもよい。
In addition, the description content in the said embodiment is a suitable example of the mammography apparatus 1 which concerns on this invention, and is not limited to this.
For example, in the above embodiment, the detection values of the individual sensors of the
また、上記実施の形態においては、AECセンサ部13の各センサの出力値を平均することにより被写体全体の平均乳腺含有率を算出し、この平均乳腺含有率に基づいて放射線照射時間を決定することとしたが、センサ配置領域内の乳腺含有率が高い領域に重みを置いて被写体全体の乳腺含有率を算出し、この算出された乳腺含有率に基づいて放射線照射時間を決定するようにしてもよい。また、上記実施の形態においては、乳腺含有率の高い領域がセンサ配置領域内であるか否か、及び被写体の平均乳腺含有率に基づいて放射線照射時間を決定し、決定された放射線照射時間だけ放射線を照射することにより放射線照射量を制御することとしたが、照射すべき放射線量を決定し、放射線照射量を制御することとしてもよい。
In the above embodiment, the average mammary gland content of the entire subject is calculated by averaging the output values of the sensors of the
また、上述のステップS11においてセンサパターンBに類似していると判断された場合、相関値を、センサ配置領域外に乳腺含有率の高い領域が存在するという判定に対する信頼度と考えて、相関値に基づいて、放射線の照射時間を決定するようにしてもよい。
また、相関値の算出時間を短縮するために、相関値は、隣接する複数センサの値を平均化することによって一つの値にまとめ、サンプル点を減らしてから算出してもよい。この場合、サンプル点を減らした後の基準パターン(センサパターンA、B)を保持するようにしたほうがよい。
また、AECセンサ部13の全センサを用いて相関値を求めてもよいし、一部のセンサ(例えば、乳頭側の半分)のみを用いて相関値を算出するようにしてもよい。
Further, when it is determined that the pattern is similar to the sensor pattern B in step S11 described above, the correlation value is considered as a reliability for the determination that the region having a high mammary gland content rate exists outside the sensor arrangement region, and the correlation value Based on the above, the radiation irradiation time may be determined.
Further, in order to shorten the calculation time of the correlation value, the correlation value may be calculated after averaging the values of a plurality of adjacent sensors into one value and reducing the sample points. In this case, it is better to hold the reference pattern (sensor patterns A and B) after reducing the sample points.
Further, the correlation value may be obtained by using all the sensors of the
また、上記実施の形態においては、センサパターンA、センサパターンBを予め記憶し、何れに類似するかによって被写体の乳腺含有率が高い領域がセンサ配置領域内であるか否かを判定することしたが、これに限定されない。
例えば、AECセンサ部13のセンサ数が多く、かつセンサ出力値の量子化ビット数が多いならば、各センサ位置に対するセンサ出力値で形成される曲面を、多項式近似等の方法で外挿し、センサ配置領域外の位置に対応する仮想センサの出力値を推定して、推定されたセンサ出力値を使用して、放射線照射時間又は照射放射線量を制御するようにしてもよい。このとき、仮想センサの乳腺含有率の値が、センサ配置領域内の乳腺含有率よりも高いと推定された場合にのみ、推定した乳腺含有率の値に応じて照射時間又は放射線照射量を増加させてもよい。
In the above embodiment, the sensor pattern A and the sensor pattern B are stored in advance, and it is determined whether or not the region where the subject's mammary gland content is high is within the sensor placement region, depending on which is similar. However, it is not limited to this.
For example, if the number of sensors of the
また、上記実施の形態においてセンサパターンBに類似している、即ち、センサ配置領域外に乳腺含有率の高い領域が存在すると判定された場合にのみ、仮想センサ出力値を推定し、その推定された乳腺含有率の値に応じて、放射線照射時間又は放射線照射量を増加させてもよい。 In addition, the virtual sensor output value is estimated only when it is determined that the sensor pattern B is similar to the sensor pattern B in the above-described embodiment, that is, a region having a high mammary gland content rate exists outside the sensor arrangement region. Depending on the value of the mammary gland content, the irradiation time or the irradiation amount may be increased.
また、上記撮影制御処理において、AECセンサ部13の各センサから出力値が出力された際に、胸壁側を除いた一番外側に位置するセンサに乳腺含有率が0(直接放射線が照射された素抜け領域)のセンサが存在するか否かを判断し、乳腺含有率が0のセンサが存在する場合には、乳房領域の外側にセンサが存在していると判断してステップS10、11の判定は行わず、ステップS9で算出された平均乳腺含有率に応じて予め定められた照射時間Tで照射を行うこととしてもよい。
In the imaging control process, when an output value is output from each sensor of the
また、上記実施の形態においては、乳房画像撮影装置1は、位相コントラスト撮影により拡大撮影を行うものとして説明したが、被写体を実寸大で撮影する密着撮影装置において本発明を適用可能であることは勿論である。このような撮影装置においては、ROMに記憶しておくセンサパターンには拡大率を考慮する必要がないので、撮影方向毎にセンサパターンを設ければよい。 In the above-described embodiment, the mammography apparatus 1 has been described as performing magnified imaging by phase contrast imaging. However, the present invention can be applied to a close-contact imaging apparatus that captures an actual subject. Of course. In such a photographing apparatus, since it is not necessary to consider the enlargement ratio in the sensor pattern stored in the ROM, a sensor pattern may be provided for each photographing direction.
また、拡大スポット撮影においては、スポット圧迫板で圧迫される診断対象の領域と、センサ配置領域がマッチしているため、拡大スポット撮影時は、被写体の乳腺含有率が高い領域がセンサ配置領域内であるか否かを判定する機能をOFFし、平均乳腺含有率に応じた照射時間で放射線を照射するようにしてもよい。 In enlarged spot photography, the area to be diagnosed that is compressed by the spot compression plate matches the sensor placement area. Therefore, during magnified spot photography, the area where the subject's mammary gland content is high is included in the sensor placement area. The function of determining whether or not is OFF may be turned off, and radiation may be irradiated for an irradiation time corresponding to the average mammary gland content rate.
また、例えば、放射線画像検出器がFPD装置の場合、上述のAECセンサの機能をFPD装置に内蔵する、又は、FPD装置の所定のピクセルの出力値で代用することも可能で、この場合、放射線画像検出器が検出手段を兼ねることになる。 For example, when the radiation image detector is an FPD device, the function of the AEC sensor described above can be built in the FPD device, or the output value of a predetermined pixel of the FPD device can be substituted. The image detector also serves as the detection means.
その他、乳房画像撮影装置1の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。 In addition, the detailed configuration and detailed operation of the mammography apparatus 1 can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 乳房画像撮影装置
2 撮影装置本体部
3 支持基台
4 支軸
6 放射線源
7 絞り装置
8 保持部材
9 本体部
10 被写体台
11 圧迫板
12 検出器保持部
13 AECセンサ部
14 操作装置
14a 入力装置
14b 表示装置
15 電源部
16 制御装置
17 駆動装置
18 位置検知部
19 駆動装置
20 バス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記放射線源からの放射線を検出する放射線画像検出器を保持する検出器保持手段と、
前記検出器保持手段により保持された放射線画像検出器を透過した放射線量を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記放射線からの放射線照射量を制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置において、
前記検出手段は、前記放射線画像検出器が占める面積より小さい面積領域に複数のセンサが平面状に配列されて構成され、
前記制御手段は、前記複数のセンサにおける個々のセンサの出力に応じて、前記放射線源からの放射線照射量を可変制御することを特徴とする放射線画像撮影装置。 A radiation source for irradiating the subject with radiation;
Detector holding means for holding a radiographic image detector for detecting radiation from the radiation source;
Detecting means for detecting a radiation amount transmitted through the radiation image detector held by the detector holding means;
Control means for controlling the radiation dose from the radiation based on the detection result by the detection means;
In a radiographic imaging apparatus comprising:
The detection means is configured by arranging a plurality of sensors in a planar area in an area area smaller than the area occupied by the radiation image detector,
The radiographic imaging apparatus characterized in that the control means variably controls the radiation dose from the radiation source in accordance with the output of each sensor in the plurality of sensors.
撮影倍率を設定する倍率設定手段と
前記被写体の撮影方向を設定する撮影方向設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、更に、前記撮影方向設定手段において設定された撮影方向、及び/又は、前記倍率設定手段において設定された撮影倍率に基づいて、前記放射線源からの放射線照射量を可変制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging device is an imaging device capable of phase contrast imaging,
A magnification setting means for setting a shooting magnification; a shooting direction setting means for setting a shooting direction of the subject;
With
The control means further variably controls the radiation dose from the radiation source based on the photographing direction set by the photographing direction setting means and / or the photographing magnification set by the magnification setting means. The radiographic imaging device according to claim 1 or 2.
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