JP2012061188A - 放射線画像撮影装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乳房等の被検体の立体視画像を表示するための複数の放射線画像を撮影するに際し、被検体の一部が画像から欠落しないようにする。
【解決手段】乳房ＭのＭＬＯ撮影を行うために、アーム部１３を所定方向に所定角度回転させる。この状態において、立体視を行うための２つの放射線画像を撮影する際に、まず、撮影台１４に対して垂直な方向から乳房に放射線を照射して放射線画像を撮影する。その後、アーム部１３を撮影台１４に対して所定方向とは逆方向に回転させて、その位置から乳房に放射線を照射して２つめの放射線画像を撮影する。そして、２つの放射線画像を用いた立体視表示を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、被検体の立体視画像を表示するための放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置および方法に関するものである。

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、撮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。なお、撮影台および放射線源は装置の基台に回転可能に取り付けられたアーム部の両端部に取り付けられている。

ここで、乳房の撮影方向としては、上部から放射線を照射して撮影を行う頭尾方向（ＣＣ）撮影、側面から放射線を照射して撮影を行う側面方向（ＭＬ）撮影、および斜め方向から放射線を照射して撮影を行う内外側斜位（ＭＬＯ）撮影がある。マンモグラフィ撮影装置においては、これらの撮影方向に応じて、アーム部を回転させて、所望とする撮影方向から乳房を撮影することができるようになっている。

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。

また、上述したマンモグラフィ撮影装置において、乳房画像を立体視する手法が提案されている（特許文献１参照）。また、マンモグラフィ撮影装置において、放射線源を３次元方向に移動させることにより撮影の自由度を向上させる手法も提案されている（特許文献２参照）。

特開２００７−２２９２０１号公報 特開２００４−１８８２００号公報

ところで、上述したＭＬＯ撮影を行う場合には、乳房を斜め方向から圧迫して斜め方向から乳房を撮影しているため、乳房のポジショニングによっては、放射線検出器の端部にまで乳房の縁部が位置する場合がある。このようなＭＬＯ撮影を行う場合に立体視画像を表示するために、図７に示すように２つの異なる方向（放射線源１７の位置をそれぞれＰ１，Ｐ２で示す）から乳房Ｍに放射線を照射して撮影を行うと、斜めになった乳房Ｍに対してさらに斜めになった方向から放射線を照射することとなる。このため、図７の破線Ｈに示すように、乳房Ｍの端部を透過した放射線の一部が放射線検出器１５に照射されなくなり、その結果、取得された放射線画像Ｇ１，Ｇ２の一方（ここでは放射線画像Ｇ２）において、乳房の端部が画像から切れてしまう場合がある。このように乳房の端部が画像から切れてしまうと、立体視画像を表示するための２つの放射線画像において、一方の放射線画像の一部の画像情報が存在しないこととなるため、その部分の立体視を行うことができなくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、乳房等の被検体の立体視画像を表示するための複数の放射線画像を撮影するに際し、被検体の一部が画像から欠落しないようにすることを目的とする。

本発明による放射線画像撮影装置は、被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
該放射線照射手段によって照射されて前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体の放射線画像を出力する放射線検出手段と、
前記放射線照射手段と前記放射線検出手段とを一体的に所望とする角度に回転させるとともに、前記被検体の立体視画像を表示するための２つの放射線画像を取得するために、前記放射線照射手段を前記放射線検出手段に対して基準となる第１の方向から該第１の方向とは異なる第２の方向に回転させる回転手段と、
前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに回転した前記放射線照射手段から、前記放射線を前記被検体に照射し、該放射線の照射による撮影方向が異なる２つの放射線画像を前記放射線検出手段によって取得する撮影制御手段と、
前記回転手段により、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段を一体的に所定方向に回転させた状態で前記２つの放射線画像の撮影を行うに際し、前記放射線照射手段の前記第１の方向から前記第２の方向への回転方向を、前記所定方向に応じて制御する回転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撮影装置においては、前記回転制御手段を、前記放射線照射手段を前記所定方向とは逆方向に前記第１の方向から前記第２の方向に回転する手段としてもよい。

また、本発明による放射線画像撮影装置においては、前記回転制御手段を、前記放射線照射手段が前記放射線検出手段に対して所定角度となる位置にある方向を基準方向とした場合、前記基準方向を含むように前記放射線照射手段を前記第１の方向から前記第２の方向に回転する手段としてもよい。

「基準方向を間に含む」とは、基準方向が第１および第２の方向の間にある状態のみならず、基準方向が第１または第２の方向となる状態をも含む。

この場合、前記基準方向を、前記放射線照射手段が前記放射線検出手段に対して垂直となる位置にある方向としてもよい。

本発明による放射線画像撮影方法は、被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
該放射線照射手段によって照射されて前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体の放射線画像を出力する放射線検出手段と、
前記放射線照射手段と前記放射線検出手段とを一体的に所望とする角度に回転させるとともに、前記被検体の立体視画像を表示するための２つの放射線画像を取得するために、前記放射線照射手段を前記放射線検出手段に対して基準となる第１の方向から該第１の方向とは異なる第２の方向に回転させる回転手段と、
前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに回転した前記放射線照射手段から、前記放射線を前記被検体に照射し、該放射線の照射による撮影方向が異なる２つの放射線画像を前記放射線検出手段によって取得する撮影制御手段とを備えた放射線画像撮影装置における放射線画像撮影方法であって、
前記回転手段により、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段を一体的に所定方向に回転させた状態で前記２つの放射線画像の撮影を行うに際し、前記放射線照射手段の前記第１の方向から前記第２の方向への回転方向を、前記所定方向に応じて制御することを特徴とするものである。

本発明によれば、放射線照射手段および放射線検出手段を所定方向に一体的に回転させた状態で、立体視を行うための２つの放射線画像の撮影を行うに際し、放射線照射手段の第１の方向から第２の方向への回転方向を、所定方向に応じて制御するようにしたものである。このため、乳房のＭＬＯ撮影を行う場合のように、被検体を斜め方向から撮影する場合であっても、被検体の端部が画像から途切れないように撮影を行うことができるよう、放射線照射手段の回転方向を制御できる。したがって、被検体の立体視画像を表示するための２つの放射線画像を撮影するに際し、被検体の一部が画像から欠落してしまうことを防止でき、これにより、２つの放射線画像を用いた立体視画像を、情報を欠落させることなく表示することができる。

本発明の実施形態による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 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 本実施形態における２つの放射線画像の撮影を説明するための図 従来の２つの放射線画像の撮影を説明するための図

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および図３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。これにより、アーム部１３が回転軸１２を中心として回転すると、撮影台１４および放射線照射部１６が一体となって回転する。アーム部１３の回転および上下方向の移動は、基台１１に組み込まれた第１のアームコントローラ３１（第１の回転手段）により制御される。なお、本実施形態においては、アーム部１３の回転方向は図２および図３において右回り方向を正とする。

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、図３に示すように、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。撮影台１４のアーム部１３に対する回転は、アーム部１３に組み込まれた第２のアームコントローラ３５（第２の回転手段）により制御される。

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４に示すような制御部２ａ、放射線画像記憶部２ｂおよび表示制御部２ｃが構成されている。

制御部２ａは、各種のコントローラ３１〜３５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。具体的な制御方法については後述する。なお、制御部２ａが、撮影制御手段および回転制御手段に対応する。

放射線画像記憶部２ｂは、互いに異なる２つの撮影方向からの撮影によって放射線検出器１５によって検出された２枚の放射線画像を記憶するものである。

表示制御部２ｃは、放射線画像記憶部２ｂから読み出された２枚の放射線画像に対して所定の処理を施した後、モニタ３に乳房Ｍの立体視画像を表示させるものである。

モニタ３は、コンピュータ２から出力された２つの放射線画像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２つの放射線画像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、２つの放射線画像を重ね合わせ、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、２つの放射線画像を立体視可能な方式を用いてもよい。

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５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、操作者（放射線技師）は、指定された撮影方法にしたがって放射線画像撮影装置１を所定の状態に設定する。例えば、乳房Ｍの撮影方向としては、上部から放射線を照射して撮影を行う頭尾方向（ＣＣ）撮影、側面から放射線を照射して撮影を行う側面方向（ＭＬ）撮影、斜め方向から放射線を照射して撮影を行う内外側斜位（ＭＬＯ）撮影があり、これらの撮影方向に応じて、アーム部１３を回転軸１２を中心に回転させる（撮影準備、ステップＳＴ１）。なお、本発明はＭＬＯ撮影を行う場合の制御に特徴を有するため、以下ではＭＬＯ撮影を行うものとして説明する。

すなわち、操作者が入力部２４からコンピュータ２に対してＭＬＯ撮影の指示を行うことにより、制御部２ａが第１のアームコントローラ３１に所定の回転角度θ１の情報を出力する。なお、本実施形態においては、このときの回転角度θ１の情報としてθ１＝−４０度が予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において任意の回転角度を設定可能である。そして、第１のアームコントローラ３１において、制御部２ａから出力された回転角度θ１の情報が受け付けられ、これにより、第１のアームコントローラ３１は、図２の仮想線に示すように、垂直方向から負の方向にθ１度傾いた状態にアーム部１３を回転する。

以上の撮影準備が完了した後、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ＳＴ２）。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（ステップＳＴ３）。入力部４において撮影開始の指示があると、乳房Ｍの立体視画像を表示するための２つの放射線画像の撮影が行われる（ステップＳＴ４）。

具体的には、まず、制御部２ａが、予め設定された立体視画像の撮影のための輻輳角θ２を読み出し、その読み出した輻輳角θ２の情報および放射線源１７が撮影台１４に対して垂直な基準方向に位置するようにアーム部１３および撮影台１４を回転させる第１の制御信号を、第２のアームコントローラ３１，３５に出力する。なお、本実施形態においては、このときの輻輳角θ２の情報としてθ２＝４度が予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、第１および第２のアームコントローラ３１，３５において、制御部２ａから出力された輻輳角θ２の情報および第１の制御信号が受け付けられ、これにより、第１および第２のアームコントローラ３１，３５が連動して、図３の実線に示すように、放射線源１７が撮影台１４に対して垂直な基準方向に位置するように、アーム部１３および撮影台１４を回転する。

この状態において、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の読み出しを行うよう第２の制御信号を出力する。なお、この状態における放射線源１７の位置が、基準となる視点位置となる。この第２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を基準方向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に基準となる放射線画像Ｇ１として記憶される。

次に、制御部２ａは、放射線源１７が撮影台１４に対して基準方向からθ２度回転した方向に位置するように、アーム部１３および撮影台１４を回転させる第３の制御信号を、第１および第２のアームコントローラ３１，３５に出力する。本実施形態においては、撮影準備の際に、アーム部１３を負の方向に回転しているため、アーム部１３を正の方向に＋４度回転するよう第３の制御信号を出力する。なお、撮影準備の際にアーム部１３を正の方向に回転した場合には、負の方向に−４度回転するように第３の制御信号を出力する。これにより、第１および第２のアームコントローラ３１，３５が連動して、図３の仮想線に示すように、放射線源１７が撮影台１４に対して基準方向からθ２度回転した方向に位置するように、アーム部１３および撮影台１４を回転する。この状態において、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第４の制御信号を出力する。

この第４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を撮影台１４に対して＋４度方向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Ｇ２として記憶される。

そして、放射線画像記憶部２ｂに記憶された２つの放射線画像Ｇ１，Ｇ２が読み出され、表示制御部２ｃにおいてこれらの放射線画像に対して所定の処理が施された後、モニタ３に出力され、モニタ３において、乳房の立体視画像が表示される（ステップＳＴ５）。

ここで、ＭＬＯ撮影を行う場合には、乳房Ｍを斜め方向から圧迫して斜め方向から乳房Ｍを撮影しているため、乳房Ｍのポジショニングによっては、放射線検出器１５の端部にまで乳房の縁部が位置する場合がある。このようなＭＬＯ撮影を行う場合に立体視を行うために、２つの異なる方向から乳房Ｍに放射線を照射して撮影を行うと、斜めになった乳房Ｍに対してさらに斜めになった方向から放射線を照射することとなる。このため、図７の破線Ｈに示すように、乳房Ｍの端部を透過した放射線の一部が放射線検出器１５に照射されなくなり、その結果、取得された乳房画像Ｇ２において、乳房の端部が画像から切れてしまう場合がある。このように乳房の端部が画像から切れてしまうと、立体視画像を表示するための２つの放射線画像Ｇ１，Ｇ２において、一方の放射線画像の一部の画像情報が存在しないこととなるため、その部分の立体視を行うことができなくなってしまう。

本実施形態においては、立体視画像を表示するための２つの放射線画像を取得する際のアーム部１３の基準方向からの回転方向を、撮影準備の際のアーム部１３の回転方向と逆方向にしたものである。このため、図６に示すように、撮影台１４に垂直な基準方向（放射線源１７の位置をＰ１で示す）に対して輻輳角θ２を持った撮影方向（放射線源１７の位置をＰ２で示す）から撮影を行うことにより取得した放射線画像Ｇ２において、乳房Ｍの像が切れてしまうことを防止できる。したがって、放射線画像Ｇ１，Ｇ２を用いての乳房の立体視画像を、情報を欠落させることなく表示することができる。

なお、上記実施形態においては、乳房Ｍを撮影台１４に対して垂直な方向から撮影して取得した放射線画像を基準となる放射線画像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を垂直方向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、垂直方向とは異なる方向から撮影した放射線画像を基準となる放射線画像Ｇ１として用いて放射線画像Ｇ２を撮影して立体視画像を表示するようにすればよい。なお、この際には、２つの放射線画像を取得する２つの方向の間に、撮影台１４に対して放射線源１７が垂直となる方向を含むようにすることが好ましい。

また、上記実施形態においては、本発明の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 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
３１ 第１のアームコントローラ
３２ 放射線源コントローラ
３３ 検出器コントローラ
３４ 圧迫板コントローラ
３５ 第２のアームコントローラ

Claims (5)

1. 被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
   該放射線照射手段によって照射されて前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体の放射線画像を出力する放射線検出手段と、
   前記放射線照射手段と前記放射線検出手段とを一体的に所望とする角度に回転させるとともに、前記被検体の立体視画像を表示するための２つの放射線画像を取得するために、前記放射線照射手段を前記放射線検出手段に対して基準となる第１の方向から該第１の方向とは異なる第２の方向に回転させる回転手段と、
   前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに回転した前記放射線照射手段から、前記放射線を前記被検体に照射し、該放射線の照射による撮影方向が異なる２つの放射線画像を前記放射線検出手段によって取得する撮影制御手段と、
   前記回転手段により、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段を一体的に所定方向に回転させた状態で前記２つの放射線画像の撮影を行うに際し、前記放射線照射手段の前記第１の方向から前記第２の方向への回転方向を、前記所定方向に応じて制御する回転制御手段とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記回転制御手段は、前記放射線照射手段を前記所定方向とは逆方向に前記第１の方向から前記第２の方向に回転する手段であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記回転制御手段は、前記放射線照射手段が前記放射線検出手段に対して所定角度となる位置にある方向を基準方向とした場合、前記基準方向を含むように前記放射線照射手段を前記第１の方向から前記第２の方向に回転する手段であることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記基準方向は、前記放射線照射手段が前記放射線検出手段に対して垂直となる位置にある方向であることを特徴とする請求項５のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
5. 被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
   該放射線照射手段によって照射されて前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体の放射線画像を出力する放射線検出手段と、
   前記放射線照射手段と前記放射線検出手段とを一体的に所望とする角度に回転させるとともに、前記乳房の立体視画像を表示するための２つの放射線画像を取得するために、前記放射線照射手段を前記放射線検出手段に対して基準となる第１の方向から該第１の方向とは異なる第２の方向に回転させる回転手段と、
   前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに回転した前記放射線照射手段から、前記放射線を前記被検体に照射し、該放射線の照射による撮影方向が異なる２つの放射線画像を前記放射線検出手段によって取得する撮影制御手段とを備えた放射線画像撮影装置における放射線画像撮影方法であって、
   前記回転手段により、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段を一体的に所定方向に回転させた状態で前記２つの放射線画像の撮影を行うに際し、前記放射線照射手段の前記第１の方向から前記第２の方向への回転方向を、前記所定方向に応じて制御することを特徴とする放射線画像撮影方法。

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