JP2010104771A - 放射線画像診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】効率良く診断を行うことが可能な放射線画像診断システムを提供する。
【解決手段】トモシンセシス撮影部３２で取得した複数のトモシンセシス用断層画面のデータをシフト加算処理部５４により再構成してシフト加算画像を生成する。また、前記複数のトモシンセシス用断層画面のデータをＦＢＰ処理部５８により再構成してＦＢＰ画像を生成する。シフト加算画像とＦＢＰ画像を表示部２４に並列表示する。これにより、医師７０は、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の両方を一度に見ることができるため、効率よく診断を行うことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、トモシンセシス撮影部を備える放射線画像診断システムに関する。より詳細には、前記トモシンセシス撮影部で撮影した複数の断層画像を異なる方法で再構成した断層画像を並列表示することが可能な放射線画像診断システムに関する。

放射線断層画像の撮影方法としてトモシンセシスが知られている。トモシンセシスでは、放射線源から被検体に対して複数の異なる角度で放射線を曝射し、前記被検体を透過した前記放射線を放射線変換パネルにより検出し、複数の断層画像（トモシンセシス用断層画像）を撮影する。そして、これら複数のトモシンセシス用断層画像を再構成して任意の断層位置（裁断高さ）における断層画像（再構成断層画像）を得る。

複数のトモシンセシス断層画像データの再構成法としては、シフト加算法（例えば、特許文献１、２）と、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法、ＦＢＰ：Filtered Back Projection）（例えば、特許文献３）とが存在する。

ところで、放射線撮影により得られた複数の種類の断層画像を組み合わせて表示する方法が提案されている（特許文献４）。

特開２００１−０１７４１９号公報 特開２００５−３０５１１３号公報 特開２００２−２６３０９３号公報 特開２００６−３２０７２２号公報

シフト加算法とＦＢＰ法は、再構成の原理が異なるため、断層方向の解像度及びコントラストが異なる。このため、現時点では、いずれの再構成法が絶対的に優れているともいえない。放射線画像を扱う現場の医師から見れば、どちらの再構成法による断層画像を用いればよいかが不明であるため、効率良く診断をすることが困難である。また、断層画像に慣れていない医師にとっては、トモシンセシス装置で撮影可能な、一般的な単純Ｘ線画像と、再構成断層画像とを見比べて診断することも有用である。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、効率良く診断を行うことが可能な放射線画像診断システムを提供することを目的とする。

この発明に係る放射線画像診断システムは、放射線源から被検体に対して複数の異なる角度で放射線を曝射し、前記被検体を透過した前記放射線を放射線変換パネルにより検出し、複数のトモシンセシス用断層画像を撮影するトモシンセシス撮影部と、シフト加算法を用いて前記複数のトモシンセシス用断層画像を再構成し、シフト加算画像を生成するシフト加算処理部と、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いて前記複数のトモシンセシス用断層画像を再構成し、ＦＢＰ画像を生成するＦＢＰ処理部と、表示部と、前記表示部における前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像の表示を制御する表示制御部とを備える。前記表示制御部は、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像を前記表示部に並列表示させる。

この発明によれば、シフト加算画像及びＦＢＰ画像を並列表示することができる。これにより、医師は、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の両方を一度に見ることができるため、効率良く診断を行うことができる。

前記放射線画像診断システムは、さらに、単純Ｘ線撮影を行って単純Ｘ線画像を取得する単純Ｘ線画像撮影部を備え、前記表示制御部は、さらに、前記単純Ｘ線画像と、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像の少なくとも一方とを前記表示部に並列表示させてもよい。

これにより、単純Ｘ線画像と、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の少なくとも一方とを並列表示することができる。これにより、医師は、単純Ｘ線画像と、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の少なくとも一方とを一度に見ることができるため、効率良く診断を行うことができる。

前記表示制御部は、さらに、前記単純Ｘ線画像の座標と、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像の少なくとも一方の座標とを関連付け、前記表示部において、前記単純Ｘ線画像の表示画面中に関心領域の枠を表示させ、前記関心領域の枠内では、前記単純Ｘ線画像に対応する前記シフト加算画像又は前記ＦＢＰ画像を表示させてもよい。これにより、単純Ｘ線画像の表示画面中の関心領域において、シフト加算画像又はＦＢＰ画像を表示することができる。従って、単純Ｘ線画像の表示を基本としつつ、関心領域には、シフト加算画像又はＦＢＰ画像を表示することが可能となる。その結果、医師の診断の利便性を向上させることができる。

前記表示制御部は、さらに、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像に対して別々に画像補正処理を行うことが好ましい。これにより、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の一方にのみ画像補正処理が有効である場合にも対応することができる。

前記画像補正処理としては、例えば、ゲイン補正（感度補正）、オフセット補正（階調補正）、エッジ強調（周波数強調）を挙げることができる。

前記表示制御部は、さらに、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像の一方の拡大若しくは縮小又は表示範囲の変更を行ったとき、他方も拡大若しくは縮小又は表示範囲の変更を行ってもよい。これにより、シフト加算画像とＦＢＰ画像とを対応させて表示させるため、シフト加算画像とＦＢＰ画像との対比が容易となる。その結果、医師の診断効率を向上させることが可能となる。

この発明によれば、シフト加算画像及びＦＢＰ画像を並列表示することができる。これにより、医師は、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の両方を一度に見ることができるため、効率良く診断を行うことができる。

この発明の一実施形態に係る放射線画像診断システムのブロック構成図である。 前記実施形態に係る放射線画像診断システムを用いてトモシンセシス撮影を行うフローチャートである。 前記実施形態の画像処理部における処理のフローチャートである。 前記実施形態における表示画面の一例を示す説明図である。 前記実施形態における表示画面の別の例を示す説明図である。

Ａ．一実施形態
１．放射線画像診断システム１０の構成
図１には、この発明の一実施形態に係る放射線画像診断システム１０の構成ブロック図が示されている。

放射線画像診断システム１０は、放射線源１２と、カセッテ１４と、第１移動機構１６と、第２移動機構１８と、制御装置２０と、入力部２２と、表示部２４とを有する。

放射線源１２は、制御装置２０からの指令に応じて、Ｘ線等の放射線Ｘを所定の曝射線量で出力する。カセッテ１４は、放射線源１２から出射され、撮影台２８の横臥面２８ａに横臥した被検体２６（患者）を透過した放射線Ｘを検出し、放射線画像情報に変換する放射線変換パネル３０をその内部に収容している。放射線変換パネル３０は、変換後の放射線画像情報を制御装置２０に出力する。第１移動機構１６は、制御装置２０からの指令に応じて放射線源１２を移動させる。第２移動機構１８は、制御装置２０からの指令に応じてカセッテ１４を移動させる。放射線源１２と、放射線変換パネル３０と、第１移動機構１６と、第２移動機構１８と、制御装置２０とで、本実施形態のトモシンセシス撮影部３２を構成する。

トモシンセシス撮影部３２では、トモシンセシス撮影と単純Ｘ線撮影の両方を行うことができる。トモシンセシス撮影とは、再構成を行うことを前提とするトモシンセシス用の複数の断層画像（トモシンセシス用断層画像）のデータを取得するものである。単純Ｘ線撮影とは、トモシンセシス撮影部３２を用いて行われる一般的なＸ線画像撮影であり、一般的な単純Ｘ線画像を取得するものである。トモシンセシス撮影部３２は、単純Ｘ線撮影も可能であるため、単純Ｘ線撮影部としても機能する。なお、トモシンセシス用断層画像は再構成して用いること（複数のトモシンセシス用断層画像を再構成して用いること）が前提となっているため、本実施形態では、１枚のトモシンセシス用断層画像のデータを取得するための放射線Ｘの曝射線量（１回の曝射線量）は、１枚の単純Ｘ線画像のデータを取得するための放射線Ｘの曝射線量よりも小さく設定される。

制御装置２０は、撮影制御部４０と、画像処理部４２とを有する。

撮影制御部４０は、放射線源１２、放射線変換パネル３０、第１移動機構１６及び第２移動機構１８を作動させてトモシンセシス撮影及び単純Ｘ線撮影を制御する。具体的には、トモシンセシス撮影を行う際、撮影制御部４０は、放射線源１２の中心と放射線変換パネル３０の中心とを結ぶ線と放射線源１２からの照射方向とが略一致する状態で放射線源１２と放射線変換パネル３０とを被検体２６を挟んで互いに反対方向に同期移動させる。また、前記同期移動の際、放射線源１２に対して放射線Ｘの出力を命ずると共に、放射線変換パネル３０が取得した放射線画像情報（トモシンセシス用断層画像のデータ）を読み出す。

単純Ｘ線撮影を行う際、撮影制御部４０は、放射線源１２に対し、単純Ｘ線画像のデータを得るのに必要とされる量の放射線Ｘを曝射するように指令すると共に、放射線変換パネル３０が取得した放射線画像情報（単純Ｘ線画像のデータ）を読み出す。本実施形態において、単純Ｘ線撮影を行うのは、放射線源１２と放射線変換パネル３０とを結ぶ線が撮影台２８の横臥面２８ａに対して垂直となったときである。

画像処理部４２は、トモシンセシス用断層画像のデータと単純Ｘ線画像のデータとに所定の処理を行って表示部２４に出力する。画像処理部４２は、第１メモリ５０と、第２メモリ５２と、シフト加算処理部５４と、第３メモリ５６と、ＦＢＰ処理部５８と、第４メモリ６０と、表示制御部６２とを有する。

第１メモリ５０は、トモシンセシス撮影で得られたトモシンセシス用断層画像のデータを記憶する。第２メモリ５２は、単純Ｘ線撮影で得られた単純Ｘ線画像のデータを記憶する。シフト加算処理部５４は、トモシンセシス用断層画像のデータをシフト加算法により再構成し、シフト加算画像のデータを出力する。第３メモリ５６は、シフト加算処理部５４から出力されたシフト加算画像のデータを記憶する。ＦＢＰ処理部５８は、トモシンセシス用断層画像のデータをＦＢＰ法により再構成し、ＦＢＰ画像のデータを出力する。第４メモリ６０は、ＦＢＰ処理部５８から出力されたＦＢＰ画像のデータを記憶する。表示制御部６２は、第２メモリ５２に記憶されている単純Ｘ線画像のデータ、第３メモリ５６に記憶されているシフト加算画像のデータ及び第４メモリ６０に記憶されているＦＢＰ画像のデータを処理して、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の表示制御を行う（詳細は後述する。）。

入力部２２は、トモシンセシス撮影に関する医師７０からの指令を入力する部位であり、例えば、操作ボタン、キーボード、マウス等の機器により構成される。表示部２４は、制御装置２０からの出力に基づく映像を表示する。

トモシンセシス撮影に関する基本的な構成は、例えば、特許文献２に記載されたものを用いることができる。

２．トモシンセシス撮影及び単純Ｘ線撮影の方法
次に、本実施形態の放射線画像診断システム１０を用いてトモシンセシス撮影及び単純Ｘ線撮影を行う方法について説明する。図２には、当該方法のフローチャートが示されている。

ステップＳ１において、制御装置２０の撮影制御部４０は、医師７０から入力部２２に対してトモシンセシス撮影の要求があるかどうかを判定する。トモシンセシス撮影の要求がない場合（Ｓ１：Ｎｏ）、撮影制御部４０は、ステップＳ１の処理を継続する。トモシンセシス撮影の要求があった場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２において、撮影制御部４０は、トモシンセシス撮影を開始する。具体的には、第１移動機構１６及び第２移動機構１８を作動させて、被検体２６を挟んで放射線源１２と放射線変換パネル３０とを互いに反対方向に同期移動させながら、放射線源１２から放射線Ｘを出力させ、被検体２６を透過した放射線Ｘを放射線変換パネル３０で検出し、放射線画像情報（トモシンセシス用断層画像のデータ）に変換する。

トモシンセシス撮影中に、放射線源１２が、撮影台２８の横臥面２８ａに対して垂直の位置（垂直位置Ｐ１）に、放射線変換パネル３０がこれに対応する位置（垂直位置Ｐ２）に来ると、ステップＳ３において、撮影制御部４０は、放射線源１２が出力する曝射線量を増加させて単純Ｘ線撮影を行う。

続くステップＳ４において、撮影制御部４０は、トモシンセシス撮影（トモシンセシス用断層画像のデータの取得）を再開する。

トモシンセシス撮影が終了すると、ステップＳ５において、制御装置２０の画像処理部４２は、事前に設定された表示設定に応じて、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の少なくとも１つを表示部２４に表示させる。

図３には、本実施形態において、画像処理部４２における処理のフローチャートが示されている。なお、本実施形態において、表示設定としては、表示画像種類、表示形式、表示倍率、表示対象領域及び画像補正処理がある。これらの表示設定は、トモシンセシス撮影前に選択しておき、トモシンセシス撮影中又はトモシンセシス撮影後に変更することもできる。

ステップＳ１１において、画像処理部４２は、表示画像種類を特定する。表示画像種類は、表示部２４の画面に表示される画像を示し、この表示画像種類としては、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＰＢ画像のうち少なくとも１つが選択される。すなわち、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＰＢ画像のうちいずれか１つ若しくは２つ又は全てが選択される。具体的な処理としては、表示画像種類の設定に応じた画像を表示制御部６２に出力する。すなわち、シフト加算画像が選択されている場合、シフト加算処理部５４は、第１メモリ５０からトモシンセシス用断層画像のデータを読み出し、これを再構成してシフト加算画像のデータを得る。シフト加算画像のデータは、第３メモリ５６に一時的に記憶した後、表示制御部６２に出力する。ＦＰＢ画像が選択されている場合、ＦＰＢ処理部５８は、第１メモリ５０からトモシンセシス用断層画像のデータを読み出し、これを再構成してＦＰＢ画像のデータを得る。ＦＰＢ画像のデータは、第４メモリ６０に一時的に記憶した後、表示制御部６２に出力する。単純Ｘ線画像が選択されている場合、第２メモリ５２から表示制御部６２へと単純Ｘ線画像のデータを読み出す。

ステップＳ１２において、画像処理部４２は、表示形式を特定する。表示形式としては、単一画像表示、並列画像表示及び枠表示が選択可能である。単一画像表示は、１つの画像のみを表示する表示形式である。並列画像表示は、２つ又は３つの画像を並列に表示する表示形式である。２つの画像を並列に表示する並列画像表示の場合、いずれの画像を表示するか及びその位置を選択可能である。３つの画像を並列に表示する並列画像表示の場合、各画像の表示位置を選択可能である。図４には、３つの画像を並列に表示する並列画像表示が表示形式として選択されている場合に、表示部２４の画面８０における画像表示領域８１を分割した３つの分割画像表示領域８２に単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＢＰ画像が並列に表示された例が示されている。なお、画面８０のうち画像表示領域８１を除いた領域は、文字情報を表示するための文字情報表示領域８３である。

枠表示は、１つの画像の中に関心領域の枠を表示し、当該枠内に別の画像を表示する表示形式である。図５には、単純Ｘ線画像を画像表示領域８４全体に表示すると共に、関心領域８６内にＦＢＰ画像が表示された例が示されている。なお、関心領域８６は、入力部２２からの入力操作により任意の位置に移動可能である。また、画面８０のうち画像表示領域８４を除いた領域は、文字情報を表示するための文字情報表示領域８８である。

単独表示、並列表示、枠表示のいずれの場合も、表示制御部６２は、設定に応じた数及び範囲の画像表示領域を設定する。そして、各画像表示領域の座標と、表示される画像の座標とを関連付ける。

ステップＳ１３において、表示制御部６２は、表示倍率を特定する。表示倍率は、各画像のどの範囲を画像表示領域に表示させるか、すなわち、表示部２４の画面上における各画像の表示倍率を示す。表示部２４の画像表示領域に表示する各画像の縦横の長さ（ドット）を規定することで表示倍率を規定する。なお、本実施形態では、表示設定として、並列画像表示又は枠表示が選択されている場合、表示される複数の画像の表示倍率は共通とする。すなわち、表示倍率が変更されると、表示されている複数の画像全てが、変更後の表示倍率で表示される。表示制御部６２の具体的な処理としては、例えば、各分割画像表示領域８２の座標を関連付けておき、各分割画像表示領域８２に表示する画像の表示範囲を等しく変化させる。

ステップＳ１４において、表示制御部６２は、表示対象領域を特定する。表示対象領域は、例えば、各画像の全領域のうちいずれの領域を表示するかを設定する。表示対象領域は、表示対象領域に含まれる各画素の座標又は特定の画素（例えば、表示対象領域の四隅の画素）の座標により規定される。表示対象領域が、画像の全領域であれば、その画像がそのまま表示されるが、表示対象領域が、画像の一部である場合、表示対象領域を変更することにより、画像表示領域における表示をスクロールすることができる。

ステップＳ１５において、表示制御部６２は、画像補正処理を行う。画像補正処理には、ゲイン調整（感度補正）、オフセット調整（階調補正）、エッジ強調（周波数強調）、反転（濃淡の逆転）等の処理がある。表示制御部６２に複数の画像のデータが入力されている場合、表示制御部６２は、画像毎に画像補正処理を行う。例えば、単純Ｘ線画像にはゲイン調整を行い、ＦＢＰ画像には、エッジ強調を行うことも可能である。

ステップＳ１６において、表示制御部６２は、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理の結果生成された画像（画像表示領域）を示す信号（画像信号Ｓｉ）を表示部２４に出力する。この画像信号Ｓｉを受信した表示部２４は、画像信号Ｓｉに応じた画像を表示する。

３．本実施形態の効果
以上のように、本実施形態では、シフト加算画像及びＦＢＰ画像を並列表示することができる。これにより、医師７０は、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の両方を一度に見ることができるため、効率良く診断を行うことができる。

本実施形態では、単純Ｘ線画像と、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の少なくとも一方とを並列表示することができる。これにより、医師７０は、単純Ｘ線画像とシフト加算画像との組合せ、単純Ｘ線画像とＦＢＰ画像の組合せ、シフト加算画像とＦＢＰ画像の組合せ又は単純Ｘ線画像とシフト加算画像とＦＢＰ画像との組合せを一度に見ることができるため、効率良く診断を行うことができる。

本実施形態では、単純Ｘ線画像の表示画面（画像表示領域８４）中に関心領域８６において、シフト加算画像又はＦＢＰ画像を表示することができる。従って、単純Ｘ線画像の表示を基本としつつ、関心領域８６には、シフト加算画像又はＦＢＰ画像を表示することが可能となる。その結果、医師７０の診断の利便性を向上させることができる。

本実施形態では、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＢＰ画像に対して別々に画像補正処理を行うことができる。従って、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の一つにのみ画像補正処理が有効である場合にも対応することができる。

本実施形態では、単純Ｘ線画像とシフト加算画像とＦＢＰ画像とを対応させて表示させるため、単純Ｘ線画像とシフト加算画像とＦＢＰ画像との対比が容易となる。その結果、医師７０の診断効率を向上させることが可能となる。

Ｂ．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

上記実施形態では、放射線源１２と放射線変換パネル３０は水平方向（図１中、左右方向）に同期移動させたが、これに限らず、例えば、特許文献３に示す装置のように、放射線源と放射線変換パネルとが円弧状の連結部材に固定され、この連結部材を回転させることで放射線源と放射線変換パネルとを同期移動させてもよい。

上記実施形態では、トモシンセシス撮影部３２を用いてトモシンセシス撮影と単純Ｘ線撮影の両方を行ったが、これに限らず、単純Ｘ線撮影のために別の放射線撮影システムを用いてもよい。

上記実施形態では、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の３つの画像を表示可能な構成を示したが、これに限らず、いずれか２つのみを表示可能な構成にも適用可能である。また、上記３つの画像以外の画像を表示する構成に適用してもよい。

図４では、各画像を水平方向に並列に表示したが、垂直方向に並列に表示してもよい。

上記実施形態では、４つのメモリ（第１メモリ５０、第２メモリ５２、第３メモリ５６及び第４メモリ６０）を示したが、別々のメモリである必要はなく、１つのメモリにおける別々のメモリ領域であってもよい。

１０…放射線画像診断システム １２…放射線源
２４…表示部 ２６…被検体
３０…放射線変換パネル ３２…トモシンセシス撮影部
５４…シフト加算処理部 ５８…ＦＢＰ処理部
６２…表示制御部 ８０…画面
８１…画像表示領域 ８２…分割画像表示領域
８４…画像表示領域 ８６…関心領域
Ｘ…放射線

Claims (5)

1. 放射線源から被検体に対して複数の異なる角度で放射線を曝射し、前記被検体を透過した前記放射線を放射線変換パネルにより検出し、複数のトモシンセシス用断層画像を撮影するトモシンセシス撮影部と、
   シフト加算法を用いて前記複数のトモシンセシス用断層画像を再構成し、シフト加算画像を生成するシフト加算処理部と、
   フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いて前記複数のトモシンセシス用断層画像を再構成し、ＦＢＰ画像を生成するＦＢＰ処理部と、
   表示部と、
   前記表示部における前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像の表示を制御する表示制御部と
   を備え、
   前記表示制御部は、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像を前記表示部に並列表示させる
   ことを特徴とする放射線画像診断システム。
2. 請求項１記載の放射線画像診断システムにおいて、
   前記放射線画像診断システムは、さらに、単純Ｘ線撮影を行って単純Ｘ線画像を取得する単純Ｘ線画像撮影部を備え、
   前記表示制御部は、さらに、前記単純Ｘ線画像と、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像の少なくとも一方とを前記表示部に並列表示させる
   ことを特徴とする放射線画像診断システム。
3. 請求項２記載の放射線画像診断システムにおいて、
   前記表示制御部は、さらに、
   前記単純Ｘ線画像の座標と、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像の少なくとも一方の座標とを関連付け、
   前記表示部において、前記単純Ｘ線画像の表示画面中に関心領域の枠を表示させ、
   前記関心領域の枠内では、前記単純Ｘ線画像に対応する前記シフト加算画像又は前記ＦＢＰ画像を表示させる
   ことを特徴とする放射線画像診断システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線画像診断システムにおいて、
   前記表示制御部は、さらに、前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像に対して別々に画像補正処理を行う
   ことを特徴とする放射線画像診断システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線画像診断システムにおいて、
   前記表示制御部は、さらに、
   前記シフト加算画像及び前記ＦＢＰ画像の一方の拡大若しくは縮小又は表示範囲の変更を行ったとき、他方も拡大若しくは縮小又は表示範囲の変更を行う
   ことを特徴とする放射線画像診断システム。

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