JP2012061187A - 放射線画像表示装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】断層画像および立体視画像を用いた診断を容易に行うことができるようにする。
【解決手段】再構成部２ｃが、放射線画像記憶部２ｂに記憶された、撮影方向が異なる複数の放射線画像から断層画像を生成する。複数の放射線画像のうちの基準放射線画像および参照放射線画像を用いた立体視画像を表示制御部２ｄがモニタ３に表示する。この際、立体視画像に断層画像を重畳する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被検体の立体視画像を表示する放射線画像表示装置および方法に関するものである。

近年、放射線画像撮影装置において、患部をより詳しく観察するために、放射線源を移動させて異なる複数の方向から被検体に放射線を照射して撮影を行い、これにより取得した画像を加算して所望の断面を強調した画像を得ることができるトモシンセシス撮影が提案されている（特許文献１参照）。トモシンセシス撮影では、撮影装置の特性や必要な断層画像に応じて、放射線源を放射線検出器と平行に移動させたり、円や楕円の弧を描くように移動させて、異なる照射角となる複数の照射位置において被検体を撮影することにより複数の放射線画像を取得し、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の逆投影法等を用いてこれらの放射線画像を再構成して断層画像を生成する。

また、特許文献２に示されるように、放射線画像撮影装置の１つとして、乳癌検診等に利用されるマンモグラフィ撮影装置が知られている。このマンモグラフィ撮影装置の多くは、基本的に、放射線検出器を内蔵して被検体の撮影部位である乳房を支持する撮影台と、影台に対向して配置され、乳房を撮影台に対して押圧する圧迫板と、圧迫板を介して乳房に放射線を曝射する放射線源とを備えて構成されている。

一方、放射線画像等の医用画像を表示する装置として、左右両眼間の視差情報を含む立体視画像データに基づいて立体視画像（３次元画像、ステレオ画像）を表示する装置も提案されている。このような立体視画像は、被検体に異なる方向から放射線を照射し、その被検体を透過した放射線を放射線検出器によりそれぞれ検出して互いに視差のある複数の放射線画像を取得し、これらの放射線画像に基づいて立体視可能に３次元表示される。このように立体視画像を立体視可能に３次元表示することにより、奥行き感のある放射線画像を観察することができるため、診断をより行いやすくすることができる。

さらに、放射線源と放射線検出器とを被検体を中心として対向させて配置し、これらの組を被検体を中心として周回させて、様々な角度から放射線を照射して複数の放射線画像を撮像し、その各角度の放射線画像を用いて断層画像を再構成して任意断面を表示するＣＴ撮影を行って断層画像を取得する際に、断層画像とともに、複数の放射線画像のうちの放射線を照射する角度が隣接する２つの放射線画像を用いて立体視用画像を表示する手法も提案されている（特許文献３参照）。この手法を用いれば、断層画像および立体視画像を表示するための２つの放射線画像を一度の撮影により取得することができる。

特開２００８−１１００９８号公報 特開２００８−２６４５１９号公報 特開２００９−１８３７４２号公報

しかしながら、特許文献３に記載された手法は、断層画像および立体視画像は別個の表示装置に表示されるため、双方の画像を用いて診断を行う際に、観察者の視点の移動量が多くなり、その結果、双方の画像を用いての診断が行いにくいものとなっている。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、断層画像および立体視画像を用いた診断を容易に行うことができるようにすることを目的とする。

本発明による放射線画像表示装置は、被検体の立体視画像を表示するための２つの放射線画像および前記被検体の断層画像を取得する画像取得手段と、
前記２つの放射線画像を用いて前記立体視画像を表示手段に表示する表示制御手段であって、前記断層画像および前記立体視画像を重畳させて前記表示手段に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、本発明による放射線画像表示装置においては、前記画像取得手段を、被検体を複数の異なる撮影方向から撮影した、前記２つの放射線画像を含む複数の放射線画像を再構成することにより前記被検体の所望とする断面の断層画像を生成する断層画像生成手段を有するものとしてもよい。

この場合、前記断層画像生成手段を、前記立体視画像の立体感に応じた断面の断層画像を生成する手段としてもよい。

またこの場合、前記断層画像生成手段を、前記立体視画像を前記表示手段に表示した際の表示面に対応する断面の断層画像を生成する手段としてもよい。

また、本発明による放射線画像表示装置においては、前記表示制御手段を、前記断層画像を基準とした立体感となるように、前記立体視画像を表示する手段としてもよい。

この場合、前記表示制御手段を、前記断層画像の断面に対応する面が、該表示手段の表示面に立体視されるように、前記立体視画像を表示する手段としてもよい。

本発明による放射線画像表示方法は、被検体の立体視画像を表示するための２つの放射線画像および前記被検体の断層画像を取得し、
前記２つの放射線画像を用いて前記立体視画像を表示手段に表示するに際し、前記断層画像および前記立体視画像を重畳させて前記表示手段に表示することを特徴とするものである。

本発明によれば、２つの放射線画像を用いて立体視画像を表示する際に、断層画像および立体視画像を重畳させて表示するようにしたため、立体視画像および断層画像を同一画面において観察ができる。したがって、双方を用いて診断を行う際に視点を大きく動かす必要が無くなることから、観察者の負担を軽減することができ、その結果、双方の画像を用いた診断を容易に行うことができる。

また、立体視画像の立体感に応じた断面の断層画像を生成する、あるいは断層画像を基準とした立体感となるように立体視画像を表示することにより、立体視画像および断層画像を重畳した際に、双方の画像を見やすくすることができる。

とくに、立体視画像を表示手段に表示した際に、表示手段の表示面に対応する断面の断層画像を生成する、あるいは断層画像の断面に対応する面が、表示手段の表示面に立体視されるように立体視画像を表示することにより、立体視画像における断層画像の断面の位置が認識しやすくなるため、診断をより容易に行うことができる。

本発明の実施形態による放射線画像表示装置を適用した放射線画像撮影装置の概略構成図 図１に示す放射線画像撮影装置のアーム部を図１の右方向から見た図 図１に示す放射線画像撮影装置のコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図 複数の撮影方向を示す図 断層画像の再構成範囲を示す図 断層画像の重畳を説明するための図 立体視画像における乳房の立体感を説明するための図 本実施形態において行われる処理を示すフローチャート

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。図１は本発明の実施形態による放射線画像表示装置を適用した放射線画像撮影装置の概略構成図である。放射線画像撮影装置１は、乳房のトモシンセシス撮影を行って断層画像を生成するとともに、乳房の放射線画像を立体視するための立体視画像を生成するために、異なる撮影方向から乳房Ｍを撮影して、複数の放射線画像を取得するものである。図１に示すように放射線画像撮影装置１は、撮影部１０、撮影部１０に接続されたコンピュータ２、コンピュータ２に接続されたモニタ３および入力部４を備えている。

撮影部１０は、基台１１、基台１１に対し上下方向（Ｚ方向）に移動可能であり、かつ回転可能な回転軸１２、および回転軸１２により基台１１と連結されたアーム部１３を備えている。なお、図２には図１の右方向から見たアーム部１３を示している。

アーム部１３はアルファベットのＣの形をしており、その一端には撮影台１４が、その他端には撮影台１４と対向するように放射線照射部１６が取り付けられている。アーム部１３の回転および上下方向の移動は、基台１１に組み込まれたアームコントローラ３１により制御される。

撮影台１４の内部には、フラットパネルディテクタ等の放射線検出器１５、および放射線検出器１５からの電荷信号の読み出しを制御する検出器コントローラ３３が備えられている。

また、撮影台１４の内部には、放射線検出器１５から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプ、チャージアンプから出力された電圧信号をサンプリングする相関２重サンプリング回路、電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部等が設けられた回路基板等も設置されている。

また、撮影台１４はアーム部１３に対し回転可能に構成されており、基台１１に対してアーム部１３が回転したときでも、撮影台１４の向きは基台１１に対し固定された向きとすることができる。

放射線検出器１５は、放射線画像の記録および読み出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフされることによって放射線画像信号が読み出される、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。

放射線照射部１６の内部には、放射線源１７および放射線源コントローラ３２が収納されている。放射線源コントローラ３２は、放射線源１７から放射線を照射するタイミングと、放射線源１７における放射線発生条件（管電流、時間、管電流時間積等）とを制御するものである。

また、アーム部１３の中央部には、撮影台１４の上方に配置されて乳房を押さえつけて圧迫する圧迫板１８、その圧迫板１８を支持する支持部２０、および支持部２０を上下方向（Ｚ方向）に移動させる移動機構１９が設けられている。圧迫板１８の位置および圧迫圧は、圧迫板コントローラ３４により制御される。

コンピュータ２は、中央処理装置（ＣＰＵ）および半導体メモリやハードディスクやＳＳＤ等のストレージデバイス等を備えており、これらのハードウェアによって、図３に示すような制御部２ａ、放射線画像記憶部２ｂ、再構成部２ｃおよび表示制御部２ｄが構成されている。

制御部２ａは、各種のコントローラ３１〜３４に対して所定の制御信号を出力し、装置全体の制御を行うものである。

放射線画像記憶部２ｂは、アーム部１３を回転することにより、図４に示すように所定角度θ間隔の複数の撮影方向からの撮影によって放射線検出器１５が検出した複数の放射線画像を記憶するものである。なお、本実施形態は、これら複数の放射線画像から生成した乳房Ｍの断層画像を表示するとともに、複数の放射線画像のうち、乳房を０度方向（すなわち放射線検出器１５に対して垂直な方向）から撮影して取得した放射線画像（基準放射線画像Ｇ１とする）および基準放射線画像Ｇ１と撮影方向が＋θ度異なる放射線画像（参照放射線画像Ｇ２）を用いた立体視画像を表示するものである。なお、アーム部１３の回転方向は図２において右回り方向を正とする。

再構成部２ｃは、放射線画像記憶部２ｂに記憶された複数の放射線画像を再構成することにより、乳房Ｍの所望の断面を強調した断層画像を生成する。具体的には、再構成部２ｃは、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の逆投影法等を用いてこれらの放射線画像を再構成して断層画像を生成する。なお、再構成部２ｃは、図５に示すように乳房Ｍ内においてあらかじめ定められた再構成範囲Ｒ０内において、放射線検出器１５の検出面に平行な所望とする断面の断層画像を生成する。

表示制御部２ｄは、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２を用いた立体視画像に、再構成部２ｃが生成した断層画像Ｄ０を重畳してモニタ３に表示する。具体的には、図６に示すように、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２のそれぞれに対して、視差が０となるように断層画像Ｄ０を配置する。これにより、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２を用いた立体視画像を表示した際に、断層画像Ｄ０の視差は０となるため、断層画像Ｄ０は立体感がモニタ３の表示面と一致するように立体視される。なお、表示制御部２ｄは、モニタ３の３次元表示の方式に応じて、断層画像Ｄ０が重畳された基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２をモニタ３に出力する。また、表示制御部２ｄは、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２の視差を調整して、立体視画像の立体感を調整可能である。

モニタ３は、コンピュータ２から出力された、断層画像Ｄ０が重畳された基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２を用いて立体視画像を３次元表示可能なように構成されたものである。モニタ３の３次元表示の方式としては、例えば、２つの画面を用いて基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２をそれぞれ表示させて、これらをハーフミラーや偏光グラス等を用いることで一方の放射線画像は観察者の右目に入射させ、他方の放射線画像は観察者の左目に入射させることによって立体視画像を表示する方式を採用することができる。また、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２を重ね合わせ、これを偏光グラスで観察することで立体視画像を表示する方式を用いてもよい。さらに、モニタ３を３Ｄ液晶により構成し、パララックスバリア方式およびレンチキュラー方式のように、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２を立体視可能な方式を用いてもよい。

ここで、再構成部２ｃは、立体視画像の立体感に応じた断面の断層画像Ｄ０を生成する。具体的には、立体視画像をモニタ３に表示した際、乳房Ｍの画像が立体視されるが、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２に含まれる構造物のうち、視差が０となる構造物は、モニタ３の表示面に位置するように立体視される。図７は立体視画像における乳房Ｍの立体感を説明するための図である。図７に示すように、モニタ３に表示された立体視画像ＧＲの立体感は、圧迫板１８により圧迫されている乳房Ｍの形状と略一致するものとなる。そして、撮影時の基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２に含まれる構造物の視差に応じて構造物の立体感が異なるが、視差が０となる構造物はモニタ３の表示面に位置するように立体視される。例えば図７において視差０に対応する破線Ｈ１で示す立体感となる構造物は、モニタ３の表示面に位置するように立体視される。

このため、再構成部２ｃは、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２の視差が０となる構造物の位置を特定し、その位置を含む断面の断層画像Ｄ０を生成する。すなわち、乳房Ｍの再構成範囲Ｒ０内において、図７で示す破線Ｈ１に対応する断面の断層画像Ｄ０を生成する。

なお、先に再構成部２ｃにおいて所望とする断面の断層画像Ｄ０を生成し、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２において、断層画像Ｄ０に含まれる構造物の視差が０となるように、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２の視差を調整して、立体視画像を表示するようにしてもよい。すなわち、所望とする断面の断層画像Ｄ０を生成し、断層画像Ｄ０に含まれる構造物に対応する構造物の視差が０となるように、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２の視差を調整して、立体視画像を３次元表示するようにしてもよい。

入力部４は、例えば、キーボードやマウス等のポインティングデバイスから構成されるものであり、操作者による撮影条件等の入力や撮影開始指示の入力等を受け付けるものである。

次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。図８は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、撮影台１４の上に患者の乳房Ｍが設置され、圧迫板１８により乳房Ｍが所定の圧力によって圧迫される（ステップＳＴ１）。次に、入力部４おいて、種々の撮影条件が入力された後、撮影開始の指示が入力される。

入力部４において撮影開始の指示があると、複数の放射線画像の撮影が行われる（ステップＳＴ２）。具体的には、まず、制御部２ａが、あらかじめ設定された撮影間隔を定める角度θを読み出し、その読み出した角度θの情報をアームコントローラ３１に出力する。なお、本実施形態においては、このときの角度θの情報としてθ＝４度があらかじめ記憶されているものとするが、これに限らず、操作者によって入力部４において任意の輻輳角を設定可能である。

そして、アームコントローラ３１において、制御部２ａから出力された角度θの情報が受け付けられ、アームコントローラ３１は、まず、アーム部１３の位置が撮影台１４に対して最も傾斜した初期位置となるように制御信号を出力する。

そして、このアームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が初期位置となった状態において、制御部２ａは、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射および放射線画像信号の読み出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、放射線源１７から放射線が射出され、乳房Ｍを初期位置から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線検出器１５から放射線画像信号が読み出され、その放射線画像信号に対して所定の信号処理が施された後、コンピュータ２の放射線画像記憶部２ｂに放射線画像として記憶される。

次に、アームコントローラ３１は、アーム部１３を初期位置から＋θ度回転するよう制御信号を出力する。すなわち、本実施形態においては、アーム部１３を初期位置から最後の撮影を行う終了位置の方向に向けて４度回転するよう制御信号を出力する。そして、このアームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が４度回転した状態において、続いて制御部２ａは、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射および放射線画像信号の読み出しを行うよう制御信号を出力する。

具体的には、制御部２ａが、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射および放射線画像の読み出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、放射線源１７から放射線が射出され、乳房Ｍを初期位置から４度移動した位置から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線画像信号が読み出され、所定の信号処理が施された後、コンピュータ２の放射線画像記憶部２ｂに放射線画像として記憶される。

そして上記の処理を、アーム部１３が終了位置に回転するまで繰り返し行うことにより複数の放射線画像が放射線画像記憶部２ｂに記憶される。

次いで、再構成部２ｃが、複数の放射線画像のうちの基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２を抽出し、乳房Ｍの断層画像の再構成範囲において、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２において視差が０となる構造物を含む断面を特定し、複数の放射線画像を再構成して、特定した断面の断層画像Ｄ０を生成する（ステップＳＴ４）。そして、表示制御部２ｄが、基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２のそれぞれに、視差が０となるように断層画像Ｄ０を重畳し（ステップＳＴ５）、断層画像Ｄ０を重畳した基準放射線画像Ｇ１および参照放射線画像Ｇ２を用いた立体視画像をモニタ３に表示し（ステップＳＴ６）、処理を終了する。モニタ３に表示された立体視画像においては、乳房Ｍに含まれる構造物が立体感を持つものとなり、さらに立体感に応じた断面の断層画像が合わせて表示されたものとなっている。

このように、本実施形態においては、立体視画像を表示する際に、断層画像Ｄ０を立体視画像に重畳させて表示するようにしたため、立体視画像および断層画像を同一画面において観察ができることとなる。したがって、立体視画像および断層画像の双方を用いて乳房Ｍの診断を行う際に視点を大きく動かす必要が無くなることから、観察者の負担を軽減することができ、その結果、双方の画像を用いた乳房Ｍの診断を容易に行うことができる。

とくに乳房Ｍの放射線画像においては、立体視画像において石灰化が、断層画像において腫瘤が良好に観察できるため、断層画像Ｄ０を立体視画像に重畳させて表示することにより、石灰化および腫瘤の双方を良好に観察することができる。

また、立体視画像をモニタ３に表示した際に、モニタ３の表示面に対応する断面の断層画像を生成する、あるいは断層画像の断面に対応する面が、モニタ３の表示面に立体視されるように立体視画像を表示することにより、立体視画像における断層画像の断面の位置が認識しやすくなるため、診断をより容易に行うことができる。

なお、上記実施形態においては、乳房Ｍを０度方向から撮影して取得した放射線画像を基準放射線画像Ｇ１として用いているが、立体視画像を表示するための２つの放射線画像としては、乳房Ｍを０度とは異なる方向から撮影した画像を基準とする場合がある。この場合、０度とは異なる方向から撮影した放射線画像を基準放射線画像Ｇ１として用いて、立体視画像を表示するようにすればよい。

また、上記実施形態においては、トモシンセシス撮影により取得した複数の放射線画像を再構成して断層画像を生成しているが、放射線源と放射線検出器とを被検体を中心として対向させて配置し、これらの組を被検体を中心として周回させて、様々な角度から放射線を照射して複数の放射線画像を撮像し、その各角度の放射線画像を用いて断層画像を再構成して任意断面を表示するＣＴ撮影を行って断層画像を生成するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、断層画像として超音波撮影により取得した超音波断層画像を用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、本発明の放射線画像表示装置を適用した放射線画像撮影装置を乳房の放射線画像を撮影する装置としているが、被検体としては乳房に限らず、例えば胸部や頭部等を撮影する放射線画像撮影装置を用いることも可能である。

１ 放射線画像撮影装置
２ コンピュータ
２ａ 制御部
２ｂ 放射線画像記憶部
２ｃ 再構成部
２ｄ 表示制御部
３ モニタ
４ 入力部
１０ 撮影部
１３ アーム部
１４ 撮影台
１５ 放射線検出器
１６ 放射線照射部
１７ 放射線源
１８ 圧迫板

Claims (7)

1. 被検体の立体視画像を表示するための２つの放射線画像および前記被検体の断層画像を取得する画像取得手段と、
   前記２つの放射線画像を用いて前記立体視画像を表示手段に表示する表示制御手段であって、前記断層画像および前記立体視画像を重畳させて前記表示手段に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする放射線画像表示装置。
2. 前記画像取得手段は、被検体を複数の異なる撮影方向から撮影した、前記２つの放射線画像を含む複数の放射線画像を再構成することにより前記被検体の所望とする断面の断層画像を生成する断層画像生成手段を有することを特徴とする請求項１記載の放射線画像表示装置。
3. 前記断層画像生成手段は、前記立体視画像の立体感に応じた断面の断層画像を生成する手段であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像表示装置。
4. 前記断層画像生成手段は、前記立体視画像を前記表示手段に表示した際の表示面に対応する断面の断層画像を生成する手段であることを特徴とする請求項３記載の放射線画像表示装置。
5. 前記表示制御手段は、前記断層画像を基準とした立体感となるように、前記立体視画像を表示する手段であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像表示装置。
6. 前記表示制御手段は、前記断層画像の断面に対応する面が、該表示手段の表示面に立体視されるように、前記立体視画像を表示する手段であることを特徴とする請求項５記載の放射線画像表示装置。
7. 被検体の立体視画像を表示するための２つの放射線画像および前記被検体の断層画像を取得し、
   前記２つの放射線画像を用いて前記立体視画像を表示手段に表示するに際し、前記断層画像および前記立体視画像を重畳させて前記表示手段に表示することを特徴とする放射線画像表示方法。

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