JP2015152311A

JP2015152311A - 乳房検査用画像撮影装置

Info

Publication number: JP2015152311A
Application number: JP2014023388A
Authority: JP
Inventors: 篤大谷; Atsushi Otani; 和巳田中; Kazumi Tanaka; 哲郎水田; Tetsuo Mizuta
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-08-24
Anticipated expiration: 2034-02-10
Also published as: JP6115490B2

Abstract

【課題】乳房像を直感的に認識しやすい画像を生成できる乳房検査用画像撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る装置は、放射性薬剤の分布のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房分布画像ＤＲおよび左乳房分布画像ＤＬを合成することにより、被検体における両乳房の位置関係が放射性薬剤の分布で示された合成３次元画像を生成する分布画像合成部を備えている。この様な構成とすれば、２つの乳房が写り込んだ合成３次元画像が得られるので、術者は、乳房の観察方向を容易に認識することができるようになる。
【選択図】図５

Description

本発明は、被検体から放射される消滅放射線のペアを検出して、被検体内の放射線薬剤分布のイメージングを行う乳房検査用画像撮影装置に係り、特に、がん検診用の乳房検査用画像撮影装置に関する。

医療機関には、放射性薬剤の分布をイメージングする放射線断層撮影装置が配備されている。この様な放射線断層撮影装置の具体的な構成について説明する。従来の放射線断層撮影装置は、放射線を検出する放射線検出器が円環状に並んで構成される検出器リングが備えられている。この検出器リングは、被検体内の放射性薬剤から照射される互いに反対方向となっている一対の放射線（消滅放射線のペア）を検出する（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。

この様な放射線断層撮影装置の一種として、乳房検査用の放射線断層撮影装置がある。この乳房検査用画像撮影装置について具体的に説明する。図１４は、従来の乳房検査用画像撮影装置について説明する図である。従来の乳房検査用画像撮影装置５１では、検査に際し、被検体Ｍの乳房Ｂの片側が検出器リング６２に導入される。この状態で、検出器リング６２は、被検体Ｍから照射される消滅放射線のペアを検出する。

検出器リング６２は、乳房Ｂから発せられた消滅放射線のペアの発生源を特定して、この位置情報を基に放射性薬剤の分布が生成される。放射性薬剤は、正常組織と比べがん組織により多く集積する性質があるので、放射性薬剤の分布図を診断すれば、乳がんの検診が行える。

放射性薬剤の分布をイメージングするには、検出器リング６２に被検体の左右の乳房の内の１つが導入される。被検体の右乳房についての放射性薬剤の分布を知りたければ、検出器リング６２に被検体の右乳房が導入されることになる。

特開２０１２−１０７７２号公報特開２００８−９９９３０号公報

しかしながら、従来構成の乳房検査用画像撮影装置は、以下のような問題点がある。
すなわち、従来装置によれば、乳房像を直感的に認識しにくい構成となっている。

乳房検査用画像撮影装置では、撮影視野が被検体の乳房の片側が収まる程度の大きさとなっている。従って、被検体の両乳房の撮影を行う場合には、乳房は、片側ずつ２回に分けて撮影される。この様にして右乳房を写し込んだ画像と、左乳房を写し込んだ画像の２つの画像が撮影されることになる。これら画像は、いずれも３次元画像となっている。

この様にして得られた２つの３次元画像には、被検体の右乳房と左乳房とが個別に写り込んでいる。このどちらの３次元画像にも同じような形状の乳房の立体像が写り込んでおり、一見してどちら合次元画像がどちらの乳房をイメージングしたものなのかが分かりにくい。

また、３次元画像に写り込んでいる乳房の立体像は、ほぼ回転対称の形状をしているので、乳房がどの方向を向いて３次元画像に写り込んでいるか分かりにくい。例えば、乳房の立体像をモニタに映したとすると、モニタの右側が被検体の右肩に当たると考えるのが普通ではある。しかし、３次元画像をモニタに表示するとき、立体像を見る方向は自由に設定することができる。ということは、モニタの右側が被検体の右肩に相当するとは限らず、被検体の頭側かも、足側かも、または左肩側かもしれないのである。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、乳房像を直感的に認識しやすい画像を生成できる乳房検査用画像撮影装置を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る乳房検査用画像撮影装置は、被検体の右乳房と左乳房とを個別に撮影する乳房検査用画像撮影装置であって、放射線を検出する検出器が弧状に配列されて構成される検出器リングと、検出器リングの検出結果に基づいて右乳房および左乳房の放射性薬剤の分布のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房分布画像および左乳房分布画像を生成する分布画像生成手段と、分布画像同士を合成することにより、被検体における両乳房の位置関係が放射性薬剤の分布で示された合成３次元画像を生成する分布画像合成手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明によれば、乳房像を直感的に認識しやすい画像を生成できる乳房検査用画像撮影装置を提供することができる。すなわち、本発明に係る装置は、放射性薬剤の分布のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房分布画像および左乳房分布画像を合成することにより、被検体における両乳房の位置関係が放射性薬剤の分布で示された合成３次元画像を生成する分布画像合成手段を備えている。この様な構成とすれば、２つの乳房が写り込んだ合成３次元画像が得られるので、術者は、乳房の観察方向を容易に認識することができるようになる。

また、上述の乳房検査用画像撮影装置において、検出器リングの検出結果に基づいて右乳房および左乳房の形状のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房形状抽出画像および左乳房形状抽出画像を生成する形状抽出画像生成手段を備え、分布画像合成手段が生成する合成３次元画像は、分布画像と形状抽出画像とを重ね合わせることにより、両乳房の形状に放射性薬剤の分布が重畳したフュージョン画像であればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の装置をより具体的に表している。合成３次元画像が分布画像と形状抽出画像とを重ね合わせることにより、両乳房の形状に放射性薬剤の分布が重畳したフュージョン画像であれば、より乳房の形状を把握しやすい装置が提供できる。放射性薬剤の分布を表した分布画像は、乳房の形状をおぼろげに表しているに過ぎない。これに対し、乳房の形状が抽出された形状抽出画像を分布画像に重ね合わされたフュージョン画像を生成すれば、乳房の形状がよりはっきりと認識できるのである。

また、上述の乳房検査用画像撮影装置において、被検体の乳房を除いた体幹部を模した３次元モデル像に形状抽出画像に写り込んだ右乳房像と左乳房像との各々を合成して、３次元モデル像に実測された乳房形状を付加した付加画像を生成する付加画像生成手段を備え、分布画像合成手段は、付加画像を分布画像に重ね合わせて３次元モデル像に付加された乳房に放射性薬剤の分布が重畳させることにより、分布画像と形状抽出画像との重合を実行すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の装置をより具体的に表している。分布画像合成手段が付加画像を分布画像に重ね合わせて３次元モデル像に付加された乳房に放射性薬剤の分布が重畳させることにより、分布画像と形状抽出画像との重合を実行すれば、被検体の体幹部を含んでフュージョン画像が生成されるので、被検体の向きがより分かりやすくなる。

また、上述の乳房検査用画像撮影装置において、分布画像生成手段が生成する分布画像は、検出器リングが出力するエミッションデータより作成する構成となっている。

また、上述の乳房検査用画像撮影装置において、形状抽出画像生成手段が生成する形状抽出画像は、検出器リングが出力するトランスミッションデータに由来すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の装置をより具体的に表している。形状抽出画像がトランスミッションデータに由来すれば、確実に乳房の形状を表した形状抽出画像を生成することができる。

また、上述の乳房検査用画像撮影装置において、分布画像合成手段が生成する合成３次元画像を回転させる画像回転手段を備えればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の装置をより具体的に表している。合成３次元画像を回転させる画像回転手段を備えれば、多様な方向から合成３次元画像を観察することができるようになる。この様な場合であっても、両乳房は単一の合成３次元画像に写り込んでいるので、合成３次元画像を回転させた後であっても両乳房の位置関係が分かりやすい。

本発明によれば、乳房像を直感的に認識しやすい画像を生成できる乳房検査用画像撮影装置を提供することができる。すなわち、本発明に係る装置は、放射性薬剤の分布のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房分布画像および左乳房分布画像を合成することにより、被検体における両乳房の位置関係が放射性薬剤の分布で示された合成３次元画像を生成する分布画像合成手段を備えている。この様な構成とすれば、２つの乳房が写り込んだ合成３次元画像が得られるので、術者は、乳房の観察方向を容易に認識することができるようになる。

実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係る検出器リングの構成を説明する平面図である。実施例１に係る放射線検出記の構成を説明する斜視図である。実施例１に係る分布画像を説明する模式図である。実施例１に係る分布画像合成部の動作を説明する模式図である。実施例１に係るトランスミッションデータの収集動作を説明する模式図である。実施例１に係る形状抽出部の動作を説明する模式図である。実施例１に係る分布画像合成部の動作を説明する模式図である。実施例１に係るモデル画像を説明する模式図である。実施例１に係る付加画像生成部の動作を説明する模式図である。実施例１に係る分布画像合成部の動作を説明する模式図である。実施例１に係る画像回転部の動作を説明する模式図である。実施例１に係る装置の動作を説明するフローチャートである。従来構成の装置を説明する模式図である。

以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。実施例１におけるγ線は本発明の放射線の一例である。なお、実施例１の構成は、乳房検査用画像診断装置となっている。すなわち、実施例１の放射線断層撮影装置は、乳房Ｂに分布する放射性薬剤のイメージングを行って断層画像を生成する。そして、実施例１の装置は、被検体Ｍの右乳房と左乳房とを個別に撮影する構成となっている。

＜放射線断層撮影装置の全体構成＞
図１は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の具体的構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係る放射線断層撮影装置９は、被検体Ｍの乳房Ｂをｚ方向から導入させる開口部を備えたガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられた被検体Ｍの乳房Ｂをｚ方向から導入させるリング状の検出器リング１２とを備えている。検出器リング１２に設けられた開口部は、ｚ方向に伸びた円筒形（正確には、正１０角柱）となっている。したがって、検出器リング１２自身もｚ方向に伸びている。なお、検出器リング１２の開口部の領域が、放射線断層撮影装置９の断層画像が生成できる撮影視野となっている。ｚ方向は、検出器リング１２の中心軸の伸びる方向に沿っている。検出器リング１２は、放射線を検出する後述の放射線検出器が弧状に配列されて構成される。

天板１０は、腹ばいの状態となった被検体Ｍを載置する目的で設けられている。天板１０には、被検体Ｍの乳房Ｂを挿通する穴がｚ方向に貫通するように設けられており、乳房Ｂは、この穴を通じて乳房Ｂを検出器リング１２の内部に導入される。ガントリ１１の開口部は、鉛直上向きに設けられており、乳房Ｂは、この開口部に鉛直下向きの方向から導入されることになる。

ガントリ１１は、支持台３８に載置されている。この支持台３８は、被検体Ｍから見てガントリ１１の裏側に位置している。遮蔽プレート１３は、タングステンや鉛等で構成される（図１参照）。放射性薬剤は、被検体Ｍの乳房Ｂ以外の部分にも存在するので、そこからも消滅γ線ペアが発生している。この様な関心部位以外から発生する消滅γ線ペアが検出器リング１２に入射すると、断層画像撮影の邪魔となる。そこで、検出器リング１２のｚ方向における被検体Ｍに近い側の一端を覆うようにリング状でγ線を吸収する遮蔽プレート１３が設けられているのである。遮蔽プレート１３は、天板１０と検出器リング１２とに挟まれる位置に配置されている。

検出器リング１２の構成について説明する。検出器リング１２は、１０個の放射線検出器１がｚ方向（中心軸方向）に垂直な平面上の仮想円に配列されることで、１つの単位リング１２ａが形成される。この単位リング１２ａがｚ方向に３個配列されて検出器リング１２が構成される（具体的には、図２参照）。

放射線検出器１の構成について簡単に説明する。図３は、実施例１に係る放射線検出器の構成を説明する斜視図である。放射線検出器１は、図３に示すように放射線を光に変換するシンチレータ２と、光を検出する光電子増倍管から構成される光検出器３とを備えている。そして、シンチレータ２と光検出器３との介在する位置には、光を授受するライトガイド４が備えられている。

シンチレータ２は、シンチレータ結晶が３次元的に配列されて構成されている。シンチレータ結晶は、Ｃｅが拡散したＬｕ_{２（１−Ｘ）}Ｙ_２ＸＳｉＯ_５（以下、ＬＹＳＯとよぶ）によって構成されている。そして、光検出器３は、どのシンチレータ結晶が光を発したかという光の発生位置を特定することができるようになっているとともに、光の強度や、光の発生した時刻をも特定することができる。また、実施例１の構成のシンチレータ２は、採用しうる態様の例示にすぎない。したがって、本発明の構成は、これに限られるものではない。

同時計数部２１（図１参照）には、検出器リング１２から出力された検出信号Ｅｍが送られてきている。検出器リング１２に同時に入射した２つのγ線は、被検体内の放射性薬剤に起因する消滅γ線ペアである。同時計数部２１は、検出器リング１２を構成するシンチレータ結晶のうちの２つの組み合わせ毎に消滅γ線ペアが検出された回数をカウントし、この結果を分布画像生成部２２に送出する。同時計数部２１による検出信号の同時性の判断は、クロックによって検出信号に付与された時刻情報が用いられる。同時計数部２１に送出される検出信号Ｅｍは、被検体Ｍに投薬された放射性薬剤に由来する放射線の検出結果を示すものであり、エミッションデータとも呼ばれる。このエミッションデータは、後述の分布画像ＤＲ，ＤＬの生成にも用いられるほか、後述の形状抽出画像ＳＲ，ＳＬの生成にも用いられる。エミッションデータに似ているものとして後述のトランスミッションデータがあり、これは、同時計数を行うことなく得られるもので、被検体内の放射線吸収特性を表している。

同時計数部２１は、同時計数の結果に係るデータを分布画像生成部２２に送出する。分布画像生成部２２は、このデータに基づいて検出器リング１２の内部に位置する撮影視野における放射性薬剤の分布を３次元的にイメージングして分布画像ＤＲ，ＤＬを生成する。分布画像生成部２２は、検出器リング１２に被検体Ｍの右乳房が挿入された状態で得られる検出信号Ｅｍ（エミッションデータ）に基づき右乳房分布画像ＤＲを生成する。分布画像生成部２２は、本発明の分布画像生成手段に相当する。

同様に、分布画像生成部２２は、検出器リング１２に被検体Ｍの左乳房が挿入された状態で得られる検出信号Ｅｍ（エミッションデータ）に基づき左乳房分布画像ＤＬを生成する。このように、検出器リング１２には、被検体Ｍの右乳房か左乳房かのどちらかしか挿入できない。したがって、被検体Ｍの両乳房について分布画像を生成したければ、検出器リング１２に右乳房を挿入して撮影を行った後、左乳房を挿入して撮影を行わなければならない。すなわち、本発明に係る装置によれば、両乳房について分布画像を取得したければ、撮影を２回行う必要がある。

このように本発明に係る分布画像生成部２２は、検出器リング１２の検出結果に基づいて右乳房および左乳房の放射性薬剤の分布のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房分布画像ＤＲおよび左乳房分布画像ＤＬを生成する。本発明の装置は、片乳房だけ撮影を行うように動作させることもできるが、以降の説明では右乳房分布画像ＤＲと左乳房分布画像ＤＬとの両方を撮影する場合について説明する。

図４は、分布画像生成部２２が生成する右乳房分布画像ＤＲを表している。右乳房分布画像ＤＲは、ボクセルが縦横高さ方向に配列した３次元データで構成され、放射性薬剤の分布状況を保持している。右乳房分布画像ＤＲは、薬剤の蓄積濃度を色分けがなされたカラー画像であり、乳房の形状がおぼろげながら現れた画像となっている。この右乳房分布画像ＤＲをモニタに表示させたとしても画像に写り込んでいるのがどちらの乳房なのかが分かりづらく、乳房をどちらの方向から視認しているのかも分かりづらい。

分布画像生成部２２が生成する左乳房分布画像ＤＬも、図４で説明した右乳房分布画像ＤＲと同様の画像である。このように、分布画像生成部２２は、分布画像ＤＲ，ＤＬを個別に生成するわけである。

分布画像ＤＲ，ＤＬは、分布画像合成部２３に送出される。分布画像合成部２３は、分布画像ＤＲ，ＤＬをつなぎ合わせて単一の合成３次元画像を生成する。図５は、このときの動作を模式的に表したものとなっている。分布画像合成部２３は、右乳房分布画像ＤＲに写り込んだ右乳房像を合成３次元画像の右側に配置するとともに、左乳房分布画像ＤＬに写り込んだ左乳房像を合成３次元画像の左側に配置して合成３次元画像を生成する。分布画像合成部２３は、本発明の分布画像合成手段に相当する。

分布画像ＤＲ，ＤＬのそれぞれには、検出器リング１２の方向に関するデータが盛り込まれており、どの方向が被検体Ｍの体幹部側でどの方向が被検体Ｍの頭部側であるかが明示されている。分布画像合成部２３は、分布画像ＤＲ，ＤＬにおける体幹部側を示す方向と頭部側を示す方向とを一致させつつ所定の距離だけ離間するように両乳房を画像上に貼り付けることにより合成３次元画像を合成する。乳房像を離間させる距離は、複数の被検体Ｍについて実測した乳房離間距離の平均に設定することができる。また、分布画像合成部２３は、被検体Ｍの足側を示す方向に基づいて画像の合成を行ってもよい。

この様にして分布画像合成部２３が分布画像ＤＲ，ＤＬ同士を合成することにより得られた合成３次元画像は、２つの乳房像ともが写り込んだ画像となっており、図５に示すように、被検体Ｍにおける両乳房の位置関係が放射性薬剤の分布で示された画像となっている。したがって、合成３次元画像は、どちらが右乳房でどちらが左乳房であるかが分かりやすい画像と言える。そして、３次元像を回転させると、それに伴って２つの乳房像が傾斜していくので、乳房をどちらの方向から視認しているのかも分かりやすい。

ただし、この様にして生成される合成３次元画像は、放射性薬剤の分布を表したものに過ぎず、乳房の形状を直接的に表したものではない。そこで、分布画像合成部２３は、分布画像ＤＲ，ＤＬを合成する際に被検体Ｍの形状も重合させて合成３次元画像を合成するようにしている。

被検体Ｍの形状を実測するには、分布画像ＤＲ，ＤＬを生成する際の吸収補正を目的として取得されるトランスミッションデータが利用される。このトランスミッションデータについて説明する。

図６は、トランスミッションデータ収集時の検出器リング１２を表している。このときの検出器リング１２の内側には、放射線を照射する点線源１９が配置される。この点線源１９は、検出器リング１２に挿入された乳房を検出器リング１２の中心軸周りに一周するように移動される。点線源１９から生じた放射線は、乳房を横切って検出器リング１２に検出されることになる。このとき放射線の一部は乳房内部で吸収される。点線源１９を移動させながら放射線を検出していけば、ＣＴ装置と同じような原理で乳房の内部構造が３次元的にイメージングできる。こうして得られた吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬは、乳房における放射線の通しにくさをマッピングしたものと見ることができる。

実際の吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬは、トランスミッション収集時の検出器リング１２から送出した検出信号Ｔｒに基づいて吸収補正画像生成部２４により生成される。トランスミッションデータの収集もエミッションデータの収集と同様に被検体Ｍの両乳房について同時にできない。したがって、トランスミッションデータの収集は被検体Ｍの右乳房と左乳房の２回に分けて行われ、吸収補正画像生成部２４は、右乳房に係る右乳房吸収補正画像ＡｂＲと、左乳房に係る左乳房吸収補正画像ＡｂＬとを個別に生成する。

放射性薬剤を被検体Ｍに投与して消滅放射線のペアを検出するエミッションデータ収集を行う場合を考える。このときは消滅放射線のペアの検出を確実に行う為に、点線源１９が検出器リング１２から取り外される事が好ましいが、同時に収集しても構わない。

乳房内部で発生した放射性薬剤由来の放射線は、すべて検出されるとは限らない。一部は、検出器リング１２に到達する前に乳房に吸収されるはずである。しかも放射線の吸収のしやすさは乳房の中で一様ではなくムラがある。このムラこそが乳房における放射線の通しにくさをマッピングした吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬに示されているわけである。この様な事情からトランスミッション収集に係る点線源１９の実現には、放射性薬剤と同じ放射性核種を用いる事が好ましいが、その場合はエミッション収集とトランスミッション収集を同時に収集する事が困難になる為、別の放射性核種を用いても良い。

分布画像生成部２２は、吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬに基づきエミッションデータ由来の画像を吸収補正して分布画像ＤＲ，ＤＬを生成する。こうして分布画像生成部２２は、乳房の放射線吸収の影響が分布画像ＤＲ，ＤＬに現れるのを防止しているわけである。

一方、この吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬは、分布画像ＤＲ，ＤＬと比べて被検体Ｍの形状をよりはっきりと表したものとなってもいる。放射線の吸収は、多少のムラはありながらも乳房の中で一様に起こるからである。とはいえ、被検体Ｍの形状を知りたい場合、吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬが有している放射線の吸収のムラを示す情報は必要ない。

そこで本発明の構成では、形状抽出部２５が備えられている。形状抽出部２５は、吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬに写り込んだ乳房像を構成するボクセルの画素値を平均値Ａ＿ＲＬを取得して、乳房像を構成するボクセルの画素値を当該平均値Ａ＿ＲＬに置換する。この平均値Ａ＿ＲＬは、吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬに分かれて写り込む２つの乳房像を一緒にしたときに得られる平均値となっており、形状抽出部２５が吸収補正画像ＡｂＲ，ＡｂＬに基づいて算出する。形状抽出部２５は、本発明の形状抽出画像生成手段に相当する。

図７は、形状抽出部２５の動作を表している。図７に示すように形状抽出部２５は、右乳房吸収補正画像ＡｂＲに写り込む乳房像を構成する各ボクセルの画素値を両乳房像を構成する画素の平均値Ａ＿ＲＬに置き換える。こうして、形状抽出部２５は、右乳房吸収補正画像ＡｂＲに基づき右乳房形状抽出画像ＳＲを生成する。同様に形状抽出部２５は、左乳房吸収補正画像ＡｂＬに基づき左乳房形状抽出画像ＳＬを生成する。このように、形状抽出部２５は、検出器リング１２の検出結果の一種であるトランスミッションデータに基づいて右乳房および左乳房の形状のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房形状抽出画像ＳＲおよび左乳房形状抽出画像ＳＬを生成する。このときの形状抽出部２５の動作は、右乳房形状抽出画像ＳＲの生成動作と同様である。形状抽出画像ＳＲ，ＳＬは、いずれも乳房の形状を示すグレー画像となっている。

形状抽出部２５が生成した形状抽出画像ＳＲ，ＳＬは、分布画像合成部２３に送出される。分布画像合成部２３は、図８に示すように、分布画像生成部２２より送出された分布画像ＤＲ，ＤＬと形状抽出画像ＳＲ，ＳＬとを合成して乳房の機能画像と形態画像とが重合したフュージョン画像Ｆを生成する。分布画像合成部２３が分布画像ＤＲ，ＤＬと形状抽出画像ＳＲ，ＳＬとを重ね合わせることにより生成されたフュージョン画像Ｆは、両乳房の形状に放射性薬剤の分布が重畳した合成３次元画像の一種である。

形状抽出画像ＳＲ，ＳＬのそれぞれには、検出器リング１２の方向に関するデータが盛り込まれており、どの方向が被検体Ｍの体幹部側でどの方向が被検体Ｍの頭部側であるかが明示されている。分布画像合成部２３は、形状抽出画像ＳＲ，ＳＬにおける体幹部側を示す方向と頭部側を示す方向とを一致させつつ所定の距離だけ離間するように両乳房を図５で説明した合成３次元画像上に貼り付けることによりフュージョン画像Ｆを合成する。乳房像を離間させる距離は、図５で説明した分布画像ＤＲ，ＤＬを合成したときの乳房像の離間距離を同じとすることができる。また、分布画像合成部２３は、被検体Ｍの足側を示す方向に基づいて画像の合成を行ってもよい。

上述の説明では、分布画像ＤＲ，ＤＬを合成した合成３次元画像に形状抽出画像ＳＲ，ＳＬを合成する手順となっているが、分布画像合成部２３が分布画像ＤＲ，ＤＬと形状抽出画像ＳＲ，ＳＬとを合成する際の動作の順番は自由に変更できる。

分布画像合成部２３は、右乳房分布画像ＤＲに写り込む検出器リング１２の中心点と、右乳房形状抽出画像ＳＲに写り込む検出器リング１２の中心点とが互いに重なり合うようにしてフュージョン画像Ｆを生成する。同様に、分布画像合成部２３は、左乳房分布画像ＤＬに写り込む検出器リング１２の中心点と、左乳房形状抽出画像ＳＬに写り込む検出器リング１２の中心点とが互いに重なり合うようにしてフュージョン画像Ｆを生成する。この様にして合成されたフュージョン画像Ｆは、２つの乳房像ともが写り込んだ画像となっており、図８に示すように、被検体Ｍにおける両乳房の位置関係が放射性薬剤の分布で示された画像となっている。

このようにして生成されたフュージョン画像Ｆは、同じ被検体Ｍの乳房像が２重に写り込んでいる画像となっているはずである。重ね合わされた画像のうち分布画像ＤＲ，ＤＬは薬剤分布を表しているから、乳房をおぼろげに写し込んだ画像となっている。そして、形状抽出画像ＳＲ，ＳＬは、乳房の形状を表した画像となっている。したがって、生成されるフュージョン画像Ｆは、乳房の形状を表したグレー色の３Ｄモデルに、カラー表示された薬剤分布がマッピングされたような画像となっている。したがって、この様なフュージョン画像Ｆは、図５で説明した様な合成３次元画像とは異なり、乳房の形状をはっきり表したものとなっているので、放射性薬剤の分布が乳房においてどのようになっているかを把握しやすい。

しかも、フュージョン画像Ｆに写り込む乳房形状は、同じ濃度の灰色で表されている。フュージョン画像Ｆに重畳されている形状抽出画像ＳＲ，ＳＬに係る両乳房像を構成するボクセルの画素値は、予め単一の平均値Ａ＿ＲＬに統一されているからである。これにより、フュージョン画像Ｆにおける乳房間の画素値の差は、すべて薬剤分布に由来することが保証され、放射性薬剤の分布が乳房においてどのようになっているかを把握しやすくなる。

ただし、この様にして生成されるフュージョン画像Ｆは、乳房しか写しだしておらず、被検体全体を直接的に表したものではない。したがって、この様なフュージョン画像Ｆは被検体Ｍの全体像を捉えるには不向きである。そこで、分布画像合成部２３は、フュージョン画像Ｆを合成する際に被検体Ｍの体幹部の形状も重合させて合成３次元画像を合成することもできるようにしている。

被検体Ｍの体幹部がどのような形状をしているか、実施例１に係る装置では実測することができないことには注意が必要である。本発明に係る装置は、被検体Ｍの体幹部を検出器リング１２に導入するわけにいかず、被検体Ｍの体幹部の形状を実測することができないのである。そこで、本発明に係る装置は、図９に示すような被検体Ｍの乳房を除いた体幹部を模した３次元モデル像を用意している。この３次元モデル像は、モデル画像Ｔに表された像であり、被検体Ｍの代表的な体格に基づいて予め生成されている。この３次元モデル像は、被検体Ｍの形状そのものを実測したものとは言えないが、それでも体幹部と乳房との位置関係を把握するには十分である。モデル画像Ｔは、記憶部３７に記憶されている。

この３次元モデル像には、乳房が描写されていない。被検体Ｍの乳房の形状はトランスミッションデータ収集により実測できるから、予め用意しておく必要がないのである。この乳房なき３次元モデル像は、形状抽出画像ＳＲ，ＳＬに写り込む乳房像が付加され、撮影に係る被検体Ｍを表す形状に整形される。この様な乳房の付加処理を行うのが付加画像生成部２６である。付加画像生成部２６は、本発明の付加画像生成手段に相当する。

形状抽出部２５が生成した形状抽出画像ＳＲ，ＳＬは、付加画像生成部２６に送出される。付加画像生成部２６は、図１０に示すように、モデル画像Ｔ上の３次元モデル像に形状抽出画像ＳＲ，ＳＬに写り込んだ右乳房像と左乳房像との各々を合成して、３次元モデル像に実測された乳房形状を付加した付加画像ＴＧを生成する。このとき、形状抽出部２５は、二値画像となっているモデル画像Ｔの３次元モデル像を構成するボクセルの画素値を形状抽出画像ＳＲ，ＳＬを生成する際に用いた平均値Ａ＿ＲＬに変換した後、乳房の付加動作を行う。この様にすることにより、生成される付加画像ＴＧに写り込んだ３次元モデル像において、乳房とそれ以外の部分で画素値の差が発生しない。

また、モデル画像Ｔには、予め右乳房撮影時における検出器リング１２の中心点の位置と、左乳房撮影時における検出器リング１２の中心点の位置とが決められている。付加画像生成部２６は、モデル画像Ｔ上における右乳房撮影に係る中心点の位置と、右乳房形状抽出画像ＳＲにおける検出器リング１２の中心点の位置とを一致させるようにしてモデル画像Ｔに右乳房形状抽出画像ＳＲを合成する。同様に、付加画像生成部２６は、モデル画像Ｔ上における左乳房撮影に係る中心点の位置と、左乳房形状抽出画像ＳＬにおける検出器リング１２の中心点の位置とを一致させるようにしてモデル画像Ｔに左乳房形状抽出画像ＳＬを合成する。

こうして生成された付加画像ＴＧには、被検体Ｍの胸部の形状を模した乳房付きの３次元モデル像を写し込んでいる。３次元モデル像のうち被検体Ｍの体幹部は実測されたものではない。一方、３次元モデル像のうち被検体Ｍの乳房部は、実測に基づいたものであり、被検体Ｍの乳房形状を正確に表している。付加画像ＴＧは、３次元モデル像を写し込んだグレー画像となっている。このように、付加画像生成部２６は、被検体Ｍの乳房を除いた体幹部を模した３次元モデル像に形状抽出画像ＳＲ，ＳＬに写り込んだ右乳房像と左乳房像との各々を合成して、３次元モデル像に実測された乳房形状を付加した付加画像ＴＧを生成する。

このような付加画像ＴＧは、分布画像合成部２３に送出される。分布画像合成部２３は、図１１に示すように、付加画像ＴＧに分布画像ＤＲ，ＤＬを合成して体幹部付きのフュージョン画像Ｆを生成する。分布画像合成部２３が各画像を合成するときの位置合わせは、付加画像生成部２６と同様の動作で行われる。すなわち、付加画像ＴＧには、予め右乳房撮影時における検出器リング１２の中心点の位置と、左乳房撮影時における検出器リング１２の中心点の位置とが決められている。

同様に、分布画像合成部２３は、付加画像ＴＧ上における右乳房撮影に係る中心点の位置と、右乳房分布画像ＤＲにおける検出器リング１２の中心点の位置とを一致させるようにして付加画像ＴＧに右乳房分布画像ＤＲを合成する。さらに、分布画像合成部２３は、付加画像ＴＧ上における左乳房撮影に係る中心点の位置と、左乳房分布画像ＤＬにおける検出器リング１２の中心点の位置とを一致させるようにして付加画像ＴＧに左乳房形状抽出画像ＳＬを合成する。こうして、分布画像合成部２３は、体幹部付きのフュージョン画像Ｆを生成する。

このような付加画像生成部２６の動作と分布画像合成部２３の動作を１まとめにして考えれば、モデル画像Ｔ上における右乳房撮影に係る中心点の位置と、両画像ＤＲ，ＳＲにおける検出器リング１２の中心点の位置とを一致させるようにしてモデル画像Ｔに両画像ＤＲ，ＳＲが合成される。同様にモデル画像Ｔ上における左乳房撮影に係る中心点の位置と、両画像ＤＬ，ＳＬにおける検出器リング１２の中心点の位置とを一致させるようにしてモデル画像Ｔに両画像ＤＬ，ＳＬが合成される。こうして体幹部付きフュージョン画像Ｆが生成されるわけである。このように、分布画像合成部２３は、付加画像ＴＧを分布画像ＤＲ，ＤＬに重ね合わせて３次元モデル像に付加された乳房に放射性薬剤の分布が重畳させることにより、分布画像ＤＲ，ＤＬと形状抽出画像ＳＲ，ＳＬとの重合を実行する。

このようにして生成されるフュージョン画像Ｆは、図１１に示すように体幹部（正確には体幹部の一部）を含めて被検体Ｍの乳房の形状を表したグレー色の３Ｄモデルに、薬剤分布が乳房の部分だけカラー表示でマッピングされたような画像となっている。この様なフュージョン画像Ｆは、図５で説明した様な合成３次元画像とは異なり、乳房の形状をはっきり表したものとなっているので、放射性薬剤の分布が乳房においてどのようになっているかを把握しやすい。

また、このようにして合成された体幹部付きフュージョン画像Ｆは、被検体Ｍの体幹部の形状を正確に表しているとはいえない。そうであっても、被検体Ｍの向きを知るには十分である。例えば、図８のフュージョン画像Ｆだけでは、画像の上側が被検体Ｍの頭部に当たるのかそれとも足先に当たるのか分かりにくい。それに比べて図１０のフュージョン画像Ｆでは被検体Ｍの頭部側が画像のどちら側に当たるのか一目瞭然となっている。

分布画像合成部２３により生成された画像は、画像回転部２７に送出される。画像回転部２７では、図１２に示すように分布画像合成部２３が生成する合成３次元画像を体軸周りに回転させたり、乳房の配列方向に伸びる軸周りに回転させたりすることができる。なお、図１２は合成３次元画像の一例として図１１に係る体幹部付きのフュージョン画像Ｆが描かれている。画像回転部２７が回転する画像としては、図５で説明した合成３次元画像、図８，図１１で説明したフュージョン画像Ｆがある。以降、これらのうち、図１１に係るフュージョン画像Ｆについて行われる処理について説明する。画像回転部２７は、本発明の画像回転手段に相当する。

回転処理されたフュージョン画像Ｆは、断層画像生成部２８に送出され、そこで断層画像が生成される。この様な処理により、フュージョン画像Ｆは、被検体Ｍのモデル像に放射性薬剤の分布状況が重なった状態のまま断層画像に変換される。こうして得られた断層画像には、被検体Ｍの形状の断面を示す灰色の像に放射性薬剤の分布の断面を示すカラー像が重畳している。生成された断層画像は、表示部３６により表示される。

なお、放射線断層撮影装置９は、各部を統括的に制御する主制御部４１を備えている。この主制御部４１は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより、各部２１，２２，２３，２２，２４，２５，２６，２７，２８を実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。操作卓３５は、術者が行う各種指示を入力させる目的で設けられている。表示部３６は、断層画像生成部２８が生成した断層画像を表示する目的で設けられている。記憶部３７は、モデル画像Ｔなど、装置の動作に必要なデータの一切を記憶する。

＜放射線断層撮影装置の動作＞
続いて放射線断層撮影装置の動作について図１３を参照しながら説明する。本発明に係る装置で被検体Ｍの乳房のイメージングを行うには、まず、被検体Ｍが天板１０に載置される（被検体載置ステップＳ１）。そして、被検体Ｍの右乳房および左乳房を順番に検出器リング１２に導入して、トランスミッションデータの収集と、形状抽出画像ＳＲ，ＳＬの生成を両乳房について個別に行う（右乳房トランスミッションデータ収集ステップＳ２，右乳房形状画像生成ステップＳ３，左乳房トランスミッションデータ収集ステップＳ４，左乳房形状画像生成ステップＳ５）。

その後、放射性薬剤が被検体Ｍに投与され（放射性薬剤投与ステップＳ６），再び被検体Ｍの右乳房および左乳房を順番に検出器リング１２に導入して、エミッションデータの収集と、分布画像ＤＲ，ＤＬの生成を両乳房について個別に行う（右乳房エミッションデータ収集ステップＳ７，右乳房分布画像生成ステップＳ８，左乳房エミッションデータ収集ステップＳ９，左乳房分布画像生成ステップＳ１０）。最後に、各画像が合成されてフュージョン画像Ｆが生成される（画像合成ステップＳ１１）。生成されたフュージョン画像Ｆは、断層画像の生成の元になる合成３次元画像である。

以上のように、本発明によれば、乳房像を直感的に認識しやすい画像を生成できる乳房検査用画像撮影装置を提供することができる。すなわち、本発明に係る装置は、放射性薬剤の分布のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房分布画像ＤＲおよび左乳房分布画像ＤＬを合成することにより、被検体Ｍにおける両乳房の位置関係が放射性薬剤の分布で示された合成３次元画像を生成する分布画像合成部２３を備えている。この様な構成とすれば、２つの乳房が写り込んだ合成３次元画像が得られるので、術者は、乳房の観察方向を容易に認識することができるようになる。

また、上述の構成は、合成３次元画像が分布画像ＤＲ，ＤＬと形状抽出画像ＳＲ，ＳＬとを重ね合わせることにより、両乳房の形状に放射性薬剤の分布が重畳したフュージョン画像Ｆとなっている。このようにすれば、より乳房の形状を把握しやすい装置が提供できる。放射性薬剤の分布を示す分布画像ＤＲ，ＤＬは、乳房の形状をおぼろげに表しているに過ぎない。これに対し、乳房の形状が抽出された形状抽出画像ＳＲ，ＳＬを分布画像ＤＲ，ＤＬに重ね合わされたフュージョン画像Ｆを生成すれば、乳房の形状がよりはっきりと認識できるのである。

さらに、上述の構成は、分布画像合成部２３が付加画像ＴＧを分布画像に重ね合わせて３次元モデル像に付加された乳房に放射性薬剤の分布が重畳させ、分布画像ＤＲ，ＤＬと形状抽出画像ＳＲ，ＳＬとの重合を実行する構成となっている。このようにすれば、被検体Ｍの体幹部を含んでフュージョン画像Ｆが生成されるので、被検体Ｍの向きがより分かりやすくなる。

本発明の構成は、下記の様に変形実施することもできる。

（１）上述の実施例によれば、図１１に係るフュージョン画像Ｆを回転処理し、断層画像を生成するような構成となっていたが、本発明はこの様な構成に限らず、図５に係る合成３次元画像または図８に係るフュージョン画像Ｆに対しても同様の動作を行うこともできる。

（２）上述の実施例によれば、フュージョン画像Ｆより断層画像を生成するような構成となっていたが、本発明はこの構成に限らず、フュージョン画像ＦよりＭＩＰ画像など他の種類の２次元画像を生成するようにしてもよい。また、同様の動作は、図５に係る合成３次元画像または図８に係るフュージョン画像Ｆに対しても行うこともできる。

１２検出器リング
２２分布画像生成部（分布画像生成手段）
２３分布画像合成部（分布画像合成手段）
２５形状抽出部（形状抽出画像生成手段）
２６付加画像生成部（付加画像生成手段）
２７画像回転部（画像回転手段）

Claims

被検体の右乳房と左乳房とを個別に撮影する乳房検査用画像撮影装置であって、
放射線を検出する検出器が弧状に配列されて構成される検出器リングと、
前記検出器リングの検出結果に基づいて右乳房および左乳房の放射性薬剤の分布のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房分布画像および左乳房分布画像を生成する分布画像生成手段と、
前記分布画像同士を合成することにより、被検体における両乳房の位置関係が放射性薬剤の分布で示された合成３次元画像を生成する分布画像合成手段とを備えることを特徴とする乳房検査用画像撮影装置。
請求項１に記載の乳房検査用画像撮影装置において、
前記検出器リングの検出結果に基づいて右乳房および左乳房の形状のそれぞれを３次元的にイメージングした右乳房形状抽出画像および左乳房形状抽出画像を生成する形状抽出画像生成手段を備え、
前記分布画像合成手段が生成する合成３次元画像は、前記分布画像と前記形状抽出画像とを重ね合わせることにより、両乳房の形状に放射性薬剤の分布が重畳したフュージョン画像であることを特徴とする乳房検査用画像撮影装置。
請求項２に記載の乳房検査用画像撮影装置において、
被検体の乳房を除いた体幹部を模した３次元モデル像に前記形状抽出画像に写り込んだ右乳房像と左乳房像との各々を合成して、前記３次元モデル像に実測された乳房形状を付加した付加画像を生成する付加画像生成手段を備え、
前記分布画像合成手段は、前記付加画像を前記分布画像に重ね合わせて前記３次元モデル像に付加された乳房に放射性薬剤の分布が重畳させることにより、前記分布画像と前記形状抽出画像との重合を実行することを特徴とする乳房検査用画像撮影装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の乳房検査用画像撮影装置において、
前記分布画像生成手段が生成する前記分布画像は、前記検出器リングが出力するエミッションデータに由来することを特徴とする乳房検査用画像撮影装置。
請求項２または請求項３に記載の乳房検査用画像撮影装置において、
前記形状抽出画像生成手段が生成する前記形状抽出画像は、前記検出器リングが出力するトランスミッションデータに由来することを特徴とする乳房検査用画像撮影装置。
請求項１または請求項２に記載の乳房検査用画像撮影装置において、
前記分布画像合成手段が生成する合成３次元画像を回転させる画像回転手段を備えることを特徴とする乳房検査用画像撮影装置。