JP2009100926A - マンモグラフィ装置、画像処理装置、及び乳腺線量の計算方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乳房内における乳腺の３次元的な分布を反映した乳腺線量を計算することが可能となる。
【解決手段】マンモグラフィ装置１は、被検体の乳房をＸ線で撮影する撮影部３と、撮影部３の出力に基づいて画像のデータを発生する画像発生部２３と、発生された画像から乳房領域を抽出する乳房領域抽出部２７と、抽出された乳房領域の画素毎に撮影条件と画素値とに基づいて乳腺含有率を計算する乳腺含有率計算部２９と、乳房領域の画素毎に、皮膚表面線量と乳腺含有率５０％での変換係数と乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数と陽極及び線質フィルタの材質に対する補正係数とに基づいてＡＧＤを計算するＡＧＤ計算部３１と、計算された各乳腺含有率を重みとした、各ＡＧＤの重みつき平均値を計算する平均値計算部３３と、を具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｘ線で撮影された被検体の乳房に関する画像を処理するマンモグラフィ装置、画像処理装置、及び乳腺線量の計算方法に関する。

通常のＸ線診断装置では、線量評価として皮膚表面線量が用いられている。しかし、乳房をＸ線撮影するマンモグラフィ装置では、線量評価として乳腺位置での吸収線量である平均乳腺線量（Average Glandular Dose：ＡＧＤ）が用いられている。その理由は、乳房は、脂肪組織と腺組織との複合体であり、特に腺組織は線状上皮、管状上皮、間質、皮膚、脂肪組織、及び乳輪よりも発癌の放射線感受性が高いためである。平均乳腺線量は、均一に圧迫された乳房（脂肪組織、乳腺組織、皮膚組織が均一に存在する）において、乳腺が受ける吸収線量の平均値と定義されている。しかし、この定義では、乳房の厚さ方向及び広がり方向にも乳腺組織が均一に存在すると仮定している。換言すれば、この定義によって計算された平均乳腺線量は、広がり方向の乳腺分布が値に反映されない。そのため、乳房のどの領域で平均乳腺線量を計算しても常に同じ値となる。このような、広がり方向の乳腺分布を無視した平均乳腺線量は、線量評価に用いる指標値としては適切でない。

本発明の目的は、乳房内における乳腺の３次元的な分布を反映した乳腺線量を計算することが可能なマンモグラフィ装置、画像処理装置、及び乳腺線量の計算方法を提供することにある。

本発明のある局面に係るマンモグラフィ装置は、被検体の乳房をＸ線で撮影する撮影部と、前記撮影部の出力に基づいて画像のデータを発生する画像発生部と、前記発生された画像から乳房領域を抽出する抽出部と、前記抽出された乳房領域の画素毎に撮影条件と画素値とに基づいて乳腺含有率を計算する乳腺含有率計算部と、前記乳房領域の画素毎に、皮膚表面線量と乳腺含有率５０％での変換係数と乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数と陽極及び線質フィルタの材質に対する補正係数とに基づいて平均乳腺線量を計算する乳腺線量計算部と、前記計算された各乳腺含有率を重みとした、前記各平均乳腺線量の重みつき平均値を計算する平均値計算部と、を具備する。

本発明のある局面に係る画像処理装置は、Ｘ線撮影によって得られた被検体の乳房に関する画像のデータを記憶する記憶部と、前記画像から乳房領域を抽出する抽出部と、前記抽出された乳房領域の画素毎に撮影条件と画素値とに基づいて乳腺含有率を計算する乳腺含有率計算部と、前記乳房領域の画素毎に、皮膚表面線量と乳腺含有率５０％での変換係数と乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数と陽極及び線質フィルタの材質に対する補正係数とに基づいて平均乳腺線量を計算する乳腺線量計算部と、前記計算された各乳腺含有率を重みとした、前記各平均乳腺線量の重みつき平均値を計算する平均値計算部と、を具備する。

本発明のある局面に係る乳腺線量の計算方法は、Ｘ線撮影によって得られた被検体の乳房に関する画像に含まれる乳房領域を抽出する抽出工程と、前記抽出された乳房領域の画素毎に、撮影条件と画素値とに基づいて乳腺含有率を計算する乳腺含有率計算工程と、前記乳房領域の画素毎に、皮膚表面線量と、乳腺含有率５０％での変換係数と、乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数と、陽極及び線質フィルタの材質に対する補正係数とに基づいて平均乳腺線量を計算する平均乳腺線量計算工程と、前記計算された各乳腺含有率を重みとした、前記各平均乳腺線量の重みつき平均値を計算する平均値計算工程と、を具備する。

本発明によれば、乳房内における乳腺の３次元的な分布を反映した乳腺線量を計算することが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係るマンモグラフィ装置を図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態に係るマンモグラフィ装置１の機能ブロック図である。図１に示すように、マンモグラフィ装置１は、Ｘ線撮影台３とコンピュータ装置５とを備える。

図２は、Ｘ線撮影台３の全体の概観を示す斜視図である。図２に示すように、Ｘ線撮影台３は、基台部１０とＣアーム１１とを有する。Ｃアーム１１は、基台部１０に突設された軸部１２に取り付けられる。これによりＣアーム１１は、軸部１２の軸心を回転中心軸Ｘとして回動可能なように基台部１０に支持される。Ｃアーム１１を回転させることにより、頭尾方向（CranioCaudal projection：ＣＣ）、内外方向（MedioLateral projection：ＭＬ）、内外斜方向（MedioLateral Oblique projection：ＭＬＯ）等の撮影を行うことができる。

Ｃアーム１１は、アーム本体１４にＸ線発生装置１５、Ｘ線検出器１６、及び圧迫ユニット１７を取り付けて構成される。Ｘ線発生装置１５及びＸ線検出器１６は、アーム本体１４の両端部に配置される。圧迫ユニット１７は、Ｘ線発生装置１５とＸ線検出器１６との中間に配置される。

Ｘ線発生装置１５は、Ｘ線管１８と高電圧発生器１９とを有する。Ｘ線管１８は、高電圧発生器１９から管電圧の印加、及びフィラメント電流の供給を受けて圧迫ユニットに向けて所定のＸ線継続時間Ｘ線を発生する。印加する管電圧とＸ線継続時間とは、撮影制御部３７からの制御信号を受けて、撮影に適した値に調整される。

Ｘ線管１８は、陰極フィラメントと陽極とを備える。陽極は、Ｍｏ（モリブデン）を材質としたＭｏ陽極、Ｒｈ（ロジウム）を材質としたＲｈ陽極、ＭｏとＲｈとを混合してなるＭｏ・Ｒｈ陽極等である。これら陽極は、撮影制御部３７からの制御信号を受けて、随時切り替え可能である。

フィラメント電流の供給を受けた陰極フィラメントは加熱せれ、熱電子を発生する。発生された熱電子は、陰極フィラメントと陽極との間に印加された管電圧によって、陽極に衝突される。このように熱電子が陽極へ衝突することによりＸ線が発生される。陽極に衝突する熱電子によって、管電流が流れる。管電流は、フィラメント電流により調整される。撮影時におけるＸ線線量の調節は、撮影制御部３７からの制御信号を受けて、管電流とＸ線継続時間との積である管電流時間積を調節することにより行なわれる。

Ｘ線管１８には、発生されたＸ線の線質を変更するための線質フィルタが取り付けられる。線質フィルタは、Ｍｏを材質としたＭｏフィルタや、Ｒｈを材質としたＲｈフィルタ、Ａｌ（アルミニウム）を材質としたＡｌフィルタ、或いはこれら材質を組み合わせてなるフィルタ等である。これら線質フィルタは、撮影制御部３７からの制御信号を受けて、随時切り替え可能である。

圧迫ユニット１７は、Ｘ線検出器１６の検出面１６ａに沿って接近／離反可能なようにＣアーム１１によって支持される圧迫板１６ａを有する。圧迫ユニット１７は、撮影制御部３７からの制御信号を受けて、圧迫板１７ａを動作させることにより被検体の乳房を検出面１６ａに圧迫し、乳房厚を所定の状態にする。

Ｘ線検出器１６は、乳房を透過したＸ線を検出するフラット・パネル・ディテクタ等のデジタル検出器である。Ｘ線検出器１６は、検出面１６ａの面中心とＸ線管１８の焦点とを結ぶＺ軸に沿って、Ｘ線管１８に接近／離反可能なようにＣアーム１１によって支持される。ここで、Ｙ軸をＸ軸及びＺ軸に直交する軸に規定する。つまり、ＸＹＺ座標系は、Ｘ軸を回転中心軸とした回転座標系である。Ｚ軸は乳房の厚さ方向を規定する軸であり、ＸＹ平面は乳房の厚さ方向に垂直な広がり方向を規定する軸である。

また、圧迫ユニット１７が上側圧迫板と下側圧迫板とを備え、検出面１６ａと、上側圧迫板と下側圧迫板とで圧迫された乳房との距離を離間させて拡大撮影を行う場合は、Ｘ線焦点―乳房間距離とＸ線焦点―Ｘ線検出器間距離とを調整することで、拡大率を撮影に適した状態にする。

Ｘ線検出器１３には、データ収集部（ＤＡＳ；Data Acquisition System）２１が接続される。データ収集部２１は、Ｘ線検出器１３の各チャンネルの電流信号を収集する。データ収集部２１は、収集した電流信号をデジタル信号に変換し、前処理を行う。前処理されたデジタル信号は、投影データと呼ばれる。投影データは、データ収集部２１によってコンピュータ装置５に供給される。

コンピュータ装置５は、Ｘ線撮影台３とともに、画像発生部２３、記憶部２５、乳房領域抽出部２７、乳腺含有率計算部２９、ＡＧＤ計算部３１、平均値計算部３３、操作部３５、撮影制御部３７、システム制御部３９を備える。

画像発生部２３は、データ収集部２１からの投影データに基づいて画像のデータを発生する。通常、マンモグラフィ撮影によって得られた画像の生体領域には、乳房領域だけではなく大胸筋領域等の乳房領域外の領域を含む。

記憶部２５は、発生された画像のデータに、撮影条件と、撮影時の撮影方向を示すコードと、撮影した乳房の左右を示すコードとを関連付けてする。

乳房領域抽出部２７は、発生された画像から乳房領域を抽出する。具体的には、乳房領域抽出部２７は、画像の画素値とその頻度との関係を示すヒストグラムに基づいて生体領域を抽出し、抽出した生体領域の形状に基づいて近似的に乳房領域を抽出する。

乳腺含有率計算部２９は、抽出された乳房領域の画素毎に、画像に関連付けられている撮影条件と画素値とに基づいて乳腺含有率を計算する。乳腺含有率とは、単位画素領域に占める乳腺組織の重量比である。撮影条件は、管電圧、管電流時間積、陽極の材質、線質フィルタの材質、乳房厚、Ｘ線焦点―Ｘ線検出器間距離、拡大率の少なくとも一つである。例えば、乳腺含有率計算部２９は、これら撮影条件と画素値とを入力とし、乳腺含有率を出力とする、入出力の対応関係を示すルックアップテーブル（以下、単にテーブルと呼ぶ）ＴＡを記憶している。このテーブルＡを用いて、乳腺含有率計算部２９は、画素毎に乳腺含有率を得る。

ＡＧＤ計算部３１は、乳房領域の画素毎に平均乳腺線量（以下、ＡＧＤと呼ぶ）を計算する。ＡＧＤは、単位画素内に含まれる乳腺が受ける吸収線量の平均値である。ＡＧＤの計算式は、ＡＧＤ＝Ｋ×ｇ×ｃ×ｓである。ここで、各パラメータは、以下の通りである。
Ｋ：皮膚表面線量［ｍＧｙ］
ｇ：乳腺含有率５０％での変換係数
ｃ：乳腺含有率５０％からのずれに対する補正係数
ｓ：陽極の材質及び線質フィルタの材質に対する補正係数
各パラメータを得るために、ＡＧＤ計算部３１は、例えば、皮膚表面線量Ｋを決定するためのテーブルＴＢ、半価層を決定するためのテーブルＴＣ、乳腺含有率５０％での変換係数ｇを決定するためのテーブルＴＤ、乳腺含有率５０％からのずれに対する補正係数ｃを決定するためのテーブルＴＥ、及び陽極の材質及び線質フィルタの材質に対する補正係数を決定するためのテーブルＴＦを記憶している。

テーブルＴＢは、画像に関連付けられている撮影条件（管電圧、管電流時間積、陽極の材質、線質フィルタの材質、乳房厚、Ｘ線焦点―Ｘ線検出器間距離、拡大率の少なくとも一つ）を入力として、皮膚表面線量Ｋを出力とする、入出力の対応関係を示す。テーブルＴＣは、撮影条件（管電圧、陽極の材質、線質フィルタの材質）を入力として、半価層［ｍｍＡｌ］を出力とする、入出力の対応関係を示す。テーブルＴＤは、半価層［ｍｍＡｌ］と乳房圧［ｍｍ］とを入力として、変換係数ｇを出力する、入出力の対応関係を示す。テーブルＴＥは、半価層［ｍｍＡｌ］と乳房圧［ｍｍ］と乳腺含有率とを入力とし、補正係数ｃを出力する、入出力の対応関係を示す。テーブルＴＦは、陽極の材質と線質フィルタの材質とを入力として、補正係数ｓを出力する、入出力の対応関係を示す。ＡＧＤ計算部３１は、各テーブルに対して、画像に関連付けられている各テーブルに応じた撮影条件等を入力して、各パラメータを出力する。

平均値計算部３３は、各乳腺含有率Ｇを重みとした、各ＡＧＤの重みつき平均値を計算する。ＡＧＤの重みつき平均値は、一つの画像につき一つ計算される。ＡＧＤの重みつき平均値は、本発明者によって提案された、マンモグラフィ装置１の線量評価に用いられる新しい乳腺線量の指標値である。

操作部３５は、撮影条件（管電圧、管電流時間積、陽極の材質、線質フィルタの材質、乳房厚、Ｘ線焦点―Ｘ線検出器間距離、拡大率等）を撮影制御部３７に設定するための操作パネルである。また、操作部３５は、撮影対象である乳房の左右いずれかを示すコードを撮影制御部３７に設定する。また、操作部３５は、Ｃアーム１１を動作させるためのインターフェースを備えており、その操作に応じてＣアーム１１はＺ軸回りに回動され任意の位置に設定される。設定されたＣアーム１１の位置に応じて、撮影方向が決定される。

撮影制御部３７は、操作部３５を介して設定された撮影条件（管電圧、管電流時間積、陽極の材質、線質フィルタの材質、乳房厚、Ｘ線焦点―Ｘ線検出器間距離、拡大率等）に基づいてＸ線撮影台３の各構成要素を制御することによって、Ｘ線撮影台３に設定に応じたＸ線撮影を行わせる。

システム制御部３９は、マンモグラフィ装置１の中枢として、各構成要素を制御する。

なお、コンピュータ装置５とＸ線撮影台３とは一体であるとしても良い。

次に、図３を参照しながら、システム制御部３９によるＡＧＤの重みつき平均値計算処理の動作の流れを説明する。

システム制御部３９は、ＡＧＤの重みつき平均値の計算処理の開始要求を待機している（ステップＳ１）。操作者により操作部３５を介し開始要求がされることを契機として（ステップＳ１：ＹＥＳ）、システム制御部３９は、ＡＧＤの重みつき平均値の計算処理を開始する。

ＡＧＤの重みつき平均値計算の対象領域は乳房領域のみである。そのため、システム制御部３９は、乳房領域抽出部２７に乳房領域抽出処理を行なわせる（ステップＳ２）。乳房領域抽出処理において乳房領域抽出部２７は、まず、画像のヒストグラムを生成する。

図４は、画像のヒストグラムの一例を示す図である。図４に示すように、画像には、被検体を透過したＸ線に基づく生体領域と、被検体を透過していないＸ線に基づく直接線領域とが含まれる。乳房領域抽出部２７は、ヒストグラムの曲線を微分することにより、曲線の極小点Ｏを算出する。極小点Ｏを算出することにより、被検体の生体領域と直接線領域との境となる画素値Ｐが特定される。画素値Ｐは、直接線領域の最小画素値である。

画素値Ｐを算出すると、乳房領域抽出部２７は、画素値Ｐ以上の領域を直接線領域とみなして画像から除去する。直接線領域が除去された画像には、生体領域のみが含まれる。

次に、乳房領域抽出部２７は、生体領域の形状に基づいて生体領域から乳房領域を近似的に抽出する。

具体的な乳房領域ＮＲの近似的抽出処理は、以下の二通りが考えられる。もちろん以下に示す二通りの方法以外の方法を用いて乳房領域を抽出しても、本実施形態における重みつき平均値計算処理は適用可能である。

図５は、第１近似的抽出処理を説明するための図である。図５に示すように、乳房領域は、画像内にて左向きであるとする。まず、画像の最大Ｙ座標（被検体の腕が置いてある側）ＹＤの行を初期位置Ｓ１（最大Ｘ座標ＸＤ、最大Ｙ座標）から走査方向に沿って走査し、画素値Ｐ以下の画素値を有する画素Ａを特定する。ここで走査方向は、最大Ｘ座標ＸＤから最小Ｘ座標（被検体の胸壁側）ＸＳへ向かう方向である。特定された画素Ａから座標Ｍ（ＸＳ，ＹＤ）までの距離Ｒａを算出する。次に座標ＭからＹ軸に沿って距離Ｒｂ＝Ｒａ×所定数Ｃ（例えば、１．５）にある画素Ｂを特定する。そして、辺ＡＭと辺ＢＭとを２辺とする三角形領域ＳＲを形成する。形成された三角形領域ＳＲは、近似的に大胸筋等の乳房領域外の生体領域であるとみなされる。この所定数Ｃの値は、被検体の体型等に応じて任意の値に設定可能である。

図６は、第２近似的抽出処理を説明するための図である。まず、図６に示すように、上記の方法にて画素Ａを特定する。画素Ａを特定すると、画像の最大Ｘ座標ＸＤの列を初期位置Ｓ２から所定の走査方向（最小Ｙ座標ＹＳから最大Ｙ座標ＹＤへの方向）に沿って走査し（すなわち、胸壁端と反対側の辺を腕と反対側の画素から腕方向に走査し）、画素値Ｐ以下の画素値を有する画素Ｄを特定する。最大Ｘ座標ＸＤの列で画素Ｄが特定されなければ、走査する列を所定値で−Ｘ方向にずらして、同様の走査を行なう。特定した画素Ｄと同じ列で画素値Ｐ以上の画素値を有する画素Ｅを特定する。画素Ｄと画素Ｅとの中点を画素Ｆとし、画素ＦのＹ座標ＹＦから最大Ｙ座標ＹＤまでの距離を距離Ｒｃとする。辺ＡＭと辺ＦＭとを二辺とする三角形領域ＳＲを形成し、この三角形領域ＳＲを除去した生体領域を乳房領域ＮＲとする。

上記の乳房領域の第１近似的抽出方法又は第２近似的抽出方法のどちらを選択するかは、操作者により任意に設定可能である。ただ、画素ＦのＸ座標ＸＦから最小Ｘ座標ＸＳまでの距離Ｒｄ＜Ｒａの場合は、第１近似的抽出方法を用いなければ乳房領域を抽出することができない。

なお、上記の乳房領域抽出処理では、画像内での乳房領域の向きが左方向の場合を示した。しかし、画像内の乳房領域の向きは、撮影方向と乳房が左乳房であるか又は右乳房であるかとの組み合わせによって異なる。従って、乳房領域抽出部２７は、撮影方向を示すコードと、乳房が左乳房であるか又は右乳房であるかを示すコードとを入力とし、初期位置を示すコードと走査方向を示すコードとを出力とする、入出力の対応関係を示すテーブルを記憶している。乳房領域抽出部２７は、近似的抽出処理を開始する前に、画像に関連付けられた撮影方向を示すコードと、乳房が左乳房であるか又は右乳房であるかを示すコードとから、走査方向と初期位置とを決定する。

乳房領域が抽出されると、システム制御部３９は、乳腺含有率計算部２９に乳腺含有率計算処理を行なわせる（ステップＳ３）。乳腺含有率計算処理において、乳腺含有率計算部２９は、撮影条件と乳房領域の画素毎の画素値とに基づいて、画素毎に乳腺含有率Ｇを求める。

乳腺含有率計算部２９は、テーブルＡを用いて、画素毎に、画像に関連付けられている撮影条件と画素値とから乳腺含有率Ｇ（ｘ，ｙ）を決定する。例えば、図７に示すように、撮影条件Ｃと画素値＝５０とから乳腺含有率Ｇ＝５０％が得られる。画素毎に、乳腺含有率Ｇが決定されることで、図８に示すような乳腺含有率マップが生成される。乳腺含有率マップは、各画素に乳腺含有率が割り当てられた乳腺含有率の分布図である。

乳腺含有率マップが生成されると、システム制御部３９は、ＡＧＤ計算部３１にＡＧＤを計算するための４つのパラメータ（皮膚表面線量Ｋ、乳腺含有率＝５０％での変換係数ｇ、乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数ｃ、陽極の材質及び線質フィルタの材質に対する補正係数ｓ）の計算処理を行なわせる。パラメータ計算処理においてＡＧＤ計算部３１は、上記の５つのテーブル（テーブルＴＢ、テーブルＴＣ、テーブルＴＤ、テーブルＴＥ、テーブルＴＦ）を用いて、４つのパラメータを決定する。

例えば、ＡＧＤ計算部３１は、テーブルＴＢを用いて、画像に関連付けられた撮影条件（管電圧、管電流時間積、陽極の材質、線質フィルタの材質、乳房厚、Ｘ線焦点―Ｘ線検出器間距離、及び拡大率の少なくとも一つ）から、皮膚表面線量Ｋを決定する。皮膚表面線量Ｋ［ｍＧｙ］は、一つの画像から一つ決定される。例えば、図９に示すように、テーブルＴＢを用いて、撮影条件Ｃから皮膚表面線量Ｋ＝５．３ｍＧｙが決定される。

変換係数ｇ及び補正係数ｃを決定するためには、撮影時の半価層［ｍｍＡｌ］の値が必要である。従って、ＡＧＤ計算部３１は、テーブルＴＣを用いて、撮影条件（管電圧、陽極の材質、及び線量フィルタの材質）から、半価層［ｍｍＡｌ］を決定する。例えば、図１０に示すように、撮影条件Ａから半価層＝０．３０ｍｍＡｌが決定される。

半価層［ｍｍＡｌ］が決定されるとＡＧＤ計算部３１は、テーブルＴＤを用いて、半価層［ｍｍＡｌ］と乳房圧［ｍｍ］とから変換係数ｇを決定する。例えば、図１１に示すように半価層＝０．３４ｍｍＡｌと乳房圧＝２０ｍｍとから、変換係数ｇ＝０．４５が決定される。

また、ＡＧＤ計算部３１は、テーブルＴＥを用いて、半価層［ｍｍＡｌ］×乳房圧［ｍｍ］と乳腺含有率Ｇ（ｘ，ｙ）とから補正係数ｃ（ｘ，ｙ）を決定する。補正係数ｃ（ｘ，ｙ）は、画素毎に決定される。例えば、図１２に示すように、テーブルＴＥを用いて、半価層×乳房圧＝０．３８ｍｍＡｌ×２０ｍｍ、乳腺含有率Ｇ＝５０％から補正係数ｃ＝１．０が決定される。

ＡＧＤ計算部３１は、テーブルＴＦを用いて、陽極の材質と線質フィルタの材質との組み合わせを示すコードから、補正係数ｓを決定する。例えば、図１３に示すように、Ｍｏ陽極とＲｈフィルタとの組み合わせを示すコードから、補正係数ｓ＝１．０１７が決定される。

４つのパラメータが決定されると、システム制御部３９は、ＡＧＤ計算部３１にＡＧＤ計算処理を行なわせる。ＡＧＤ計算処理においてＡＧＤ計算部３１は、画素毎に、４つのパラメータ（皮膚表面線量Ｋ、変換係数ｇ、補正係数ｃ、及び補正係数ｓ）に基づいて、ＡＧＤ（ｘ，ｙ）を計算する（ステップＳ５）。ＡＧＤ（ｘ，ｙ）は、ＡＧＤ（ｘ，ｙ）＝Ｋ×ｇ×ｃ（ｘ，ｙ）×ｓという計算式によって画素毎に計算される。画素毎にＡＧＤが計算されることによって、図１４に示すようなＡＧＤマップが生成される。ＡＧＤマップは、各画素にＡＧＤ値が割り当てられたＡＧＤの分布図である。

ＡＧＤ（ｘ，ｙ）が計算されると、システム制御部３９は、平均値計算部３３に重みつき平均値計算処理を行なわせる。平均値算出部３３は、画素毎に計算された各乳腺含有率Ｇ（ｘ，ｙ）を重みとした、各ＡＧＤ（ｘ，ｙ）の重みつき平均値を計算する（ステップＳ６）。ＡＧＤの重みつき平均値の計算式は、

である。具体的には、乳腺含有率マップとＡＧＤマップとを参照することにより、乳房領域ＮＲ上の全座標について、同一座標における乳腺含有率ＧとＡＧＤとの乗算値を計算しこれら乗算値の総和を計算する。また、乳房領域ＮＲ上の全座標における乳腺含有率Ｇの総和を計算する。そして、乗算値の総和を乳腺含有率Ｇの総和で割り算することにより、ＡＧＤ値の重みつき平均値が得られる。

なお、上記実施形態では、乳房領域ＮＲ上の全領域に関するＡＧＤの重みつき平均値を計算する例を示した。しかしながら本実施形態はこれに限定する必要はなく、例えば、操作部３５によって設定された乳房領域ＮＲ内の所望の領域におけるＡＧＤの重みつき平均値を計算するとしてもよい。

また、図１に示すように、本実施形態に係るＡＧＤの重みつき平均値計算処理は、記憶部２５、乳房領域抽出部２７、乳腺含有率計算部２９、ＡＧＤ計算部３１、平均値計算部３３、操作部３５、及びシステム制御部３９を備える画像処理装置４０でも実施可能である。

上記構成により、マンモグラフィ装置１は、乳房領域ＮＲの画素毎に乳腺含有率Ｇを計算し、乳房領域ＮＲの画素毎にＡＧＤを計算し、乳腺含有率Ｇを重みとした、乳房領域ＮＲにおけるＡＧＤの重みつき平均値を計算する。従ってＡＧＤの重みつき平均値は、乳房の厚さ方向（Ｚ軸方向）だけでなく広がり方向（ＸＹ平面）の乳腺分布をも反映した値となる。かくして、本実施形態によれば、乳房内の乳腺の３次元的な分布を反映した乳腺線量（ＡＧＤ）を計算することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に係るマンモグラフィ装置の機能ブロック図を示す図。 図２のマンモグラフィ装置の外観の斜視図。 図１のシステム制御部による平均乳腺線量の重みつき平均値計算処理の流れを示す図。 図３のステップＳ２に係るヒストグラムを示す図。 図３のステップＳ２に係る乳房領域の第１近似的抽出処理を説明するための図。 図３のステップＳ２に係る乳房領域の第２近似的抽出処理を説明するための図。 図３のステップＳ３に係る乳腺含有率を決定するためのテーブルを示す図。 図３のステップＳ３に係る乳腺含有率マップを示す図。 図３のステップＳ４に係る皮膚表面線量を決定するためのテーブルを示す図。 図３のステップＳ４に係る半価層を決定するためのテーブルを示す図。 図３のステップＳ４に係る乳腺含有率５０％での変換係数を決定するためのテーブルを示す図。 図３のステップＳ４に係る乳腺含有率５０％からのずれに対する補正係数を決定するためのテーブルを示す図。 図３のステップＳ４に係る陽極の材質及び線質フィルタの材質に対する補正係数を決定するためのテーブルを示す図。 図３のステップＳ５に係る平均乳腺線量（ＡＧＤ）マップを示す図。

符号の説明

１…マンモグラフィ装置、３…Ｘ線撮影台、５…コンピュータ装置、１０…基台部、１１…Ｃアーム、１２…軸部、１４…アーム本体、１５…Ｘ線発生装置、１６…Ｘ線検出部、１６ａ…検出面、１７…圧迫ユニット、１７ａ…圧迫板、１８…Ｘ線管、１９…高電圧発生器、２１…データ収集部、２３…画像発生部、２５…画像記憶部、２７…乳房領域抽出部、２９…乳腺含有率計算部、３１…ＡＧＤ計算部、３３…平均値計算部、３５…操作部、３７…撮影制御部、３９…システム制御部、４０…画像処理装置、

Claims (7)

1. 被検体の乳房をＸ線で撮影する撮影部と、
   前記撮影部の出力に基づいて画像のデータを発生する画像発生部と、
   前記発生された画像から乳房領域を抽出する抽出部と、
   前記抽出された乳房領域の画素毎に撮影条件と画素値とに基づいて乳腺含有率を計算する乳腺含有率計算部と、
   前記乳房領域の画素毎に、皮膚表面線量と乳腺含有率５０％での変換係数と乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数と陽極及び線質フィルタの材質に対する補正係数とに基づいて平均乳腺線量を計算する乳腺線量計算部と、
   前記計算された各乳腺含有率を重みとした、前記各平均乳腺線量の重みつき平均値を計算する平均値計算部と、
   を具備するマンモグラフィ装置。
2. 前記撮影条件は、管電圧、管電流時間積、陽極の材質、フィルタの材質、乳房厚、Ｘ線焦点とＸ線検出器の検出面との距離、及び拡大率の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載のマンモグラフィ装置。
3. 前記乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数は、前記乳腺含有率と半価層と乳房厚とに基づいて計算されることを特徴とする請求項１記載のマンモグラフィ装置。
4. 前記抽出部は、
   前記画像のヒストグラムを生成し、
   前記生成されたヒストグラムに基づいて前記画像に含まれる生体領域を抽出し、
   前記生体領域の形状に基づいて前記生体領域から前記乳房領域を近似的に抽出する、
   ことを特徴とする請求項１記載のマンモグラフィ装置。
5. 前記重みつき平均値は、前記乳房領域内の所定領域の各画素にて計算された乳腺含有率及び平均乳腺線量に基づいて計算されることを特徴とする請求項１記載のマンモグラフィ装置。
6. Ｘ線撮影によって得られた被検体の乳房に関する画像のデータを記憶する記憶部と、
   前記画像に含まれる乳房領域を抽出する抽出部と、
   前記抽出された乳房領域の画素毎に、撮影条件と画素値とに基づいて乳腺含有率を計算する乳腺含有率計算部と、
   前記乳房領域の画素毎に、皮膚表面線量と、乳腺含有率５０％での変換係数と、乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数と、陽極及び線質フィルタの材質に対する補正係数とに基づいて平均乳腺線量を計算する乳腺線量計算部と、
   前記計算された各乳腺含有率を重みとした、前記各平均乳腺線量の重みつき平均値を計算する平均値計算部と、
   を具備する画像処理装置。
7. Ｘ線撮影によって得られた被検体の乳房に関する画像に含まれる乳房領域を抽出する抽出工程と、
   前記抽出された乳房領域の画素毎に、撮影条件と画素値とに基づいて乳腺含有率を計算する乳腺含有率計算工程と、
   前記乳房領域の画素毎に、皮膚表面線量と、乳腺含有率５０％での変換係数と、乳腺含有率５０％からのずれに対する画素毎の補正係数と、陽極及び線質フィルタの材質に対する補正係数とに基づいて平均乳腺線量を計算する平均乳腺線量計算工程と、
   前記計算された各乳腺含有率を重みとした、前記各平均乳腺線量の重みつき平均値を計算する平均値計算工程と、
   を具備する乳腺線量の計算方法。

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