JP2017192606A - 画像生成システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射線源と放射線検出器との位置関係を変化させながら取得された投影画像を診断に用いることができるようにする。【解決手段】コンソール９０の制御部９１によれば、放射線撮影装置１において放射線源６１と放射線検出器Ｆとの位置関係を変化させながら撮影することにより取得された複数の投影画像のそれぞれを所定の基準高さに逆投影して複数の逆投影画像を生成し、生成された複数の逆投影画像を表示部９３に表示する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像生成システムに関する。

従来、医療の分野では、トモシンセシス撮影やＣＴ（Computed Tomography）撮影のように、放射線源と放射線検出器との位置関係を変化させながら被写体を放射線撮影し、得られた投影画像を再構成して被写体の再構成画像（断層画像）を生成する技術が知られている。

トモシンセシス撮影により得られた投影画像を表示する技術として、例えば特許文献１には、トモシンセシス撮影中の被写体の体動を観察しやすくするために、投影画像をモニターにプレビュー表示するに際し、投影画像に含まれる被写体領域の基準となる部分をモニターの表示画面における所定位置と一致させるよう投影画像の表示位置を調整する技術が記載されている。

特許第５５５９６４８号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、体動を見やすく表示することが目的であり、診断を目的として投影画像を表示するものではない。そのため、例えば、被写体が元のサイズと異なるサイズで表示されてしまう等、診断に適した表示とはならない。

本発明の課題は、放射線源と放射線検出器との位置関係を変化させながら取得された投影画像を診断に用いることができるようにすることである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明の画像生成システムは、
被写体に放射線を照射する放射線源と、放射線を検出して電気信号を生成する放射線検出素子が二次元状に配置され、照射された放射線に応じた投影画像を取得する放射線検出器と、を備え、前記放射線源と前記放射線検出器との位置関係を変化させながら、前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置された被写体の前記投影画像を所定回数取得する撮影手段と、
前記撮影手段により取得された複数の投影画像のそれぞれを、所定の基準高さに逆投影するか、又は前記基準高さに逆投影したときと同等の画像となるように縮小及びシフトして複数の逆投影画像を生成する逆投影画像生成手段と、
前記逆投影画像生成手段により生成された複数の逆投影画像を表示する表示手段と、
を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記基準高さを指定するための指定手段を備え、
前記逆投影画像生成手段は、前記複数の投影画像のそれぞれを、前記指定手段により指定された基準高さに逆投影するか、又は前記指定された基準高さに逆投影したときと同等の画像となるように縮小及びシフトして複数の逆投影画像を生成する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記指定手段は、入力手段による数値入力により前記基準高さを指定する。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記指定手段は、前記被写体の部位、撮影方向、前記被写体となった患者のサイズ、前記被写体の体厚の少なくとも一つに応じて前記基準高さを指定する。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記撮影手段により取得された複数の投影画像を再構成して再構成画像を生成する再構成画像生成手段を備え、
前記指定手段は、前記再構成画像生成手段により生成された再構成画像を用いて前記基準高さを指定する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記再構成画像生成手段により生成された再構成画像と、前記逆投影画像生成手段により生成された複数の逆投影画像とを並べて前記表示手段に表示する表示制御手段を備え、
前記指定手段は、前記表示手段に表示されている再構成画像のスライス高さを前記基準高さとして指定し、
前記逆投影画像生成手段は、前記再構成画像のスライス高さを前記基準高さとして前記複数の逆投影画像を生成し、
前記表示制御手段は、前記再構成画像と、前記再構成画像のスライス高さを基準高さとして生成した前記複数の逆投影画像とを並べて前記表示手段に表示する。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記表示手段に表示する再構成画像を切り替えるための切り替え手段を備える。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、
前記逆投影画像生成手段により異なる基準高さで生成された複数の基準高さの逆投影画像を前記表示手段に並べて又は切り替え表示する第二表示制御手段を備える。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の発明において、
前記表示手段は、前記複数の逆投影画像を動画表示する。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の発明において、
前記表示手段は、前記複数の逆投影画像を操作手段の操作に応じて切り替え表示する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載の発明において、
前記逆投影画像生成手段により生成された複数の逆投影画像を外部装置に送信する第一送信手段を備える。

請求項１２に記載の発明は、請求項５〜７の何れか一項に記載の発明において、
前記逆投影画像生成手段により生成された複数の逆投影画像と前記再構成画像生成手段により生成された再構成画像とを対応付けて外部装置に送信する第二送信手段を備える。

請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２の何れか一項に記載の発明において、
前記撮影手段により取得された複数の投影画像のそれぞれに、当該投影画像の撮影時の前記放射線源と前記放射線検出器の位置関係を示す情報を付与して外部装置に送信する第三送信手段を備える。

本発明によれば、放射線源と放射線検出器との位置関係を変化させながら取得された投影画像を診断に用いることが可能となる。

本実施形態に係る画像生成システムの全体構成を示す図である。 図１のコンソールの機能的構成を示すブロック図である。 図２の制御部により実行される画像生成処理を示すフローチャートである。 （ａ）は、再構成画像の生成を模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）により生成された再構成画像を模式的に示す図である。 （ａ）は、放射線源がＡ_１の位置にあるときに撮影された投影画像に基づく逆投影画像の生成を模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）により生成された逆投影画像を模式的に示す図である。 （ａ）は、放射線源がＡ_２の位置にあるときに撮影された投影画像に基づく逆投影画像の生成を模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）により生成された逆投影画像を模式的に示す図である。 （ａ）は、放射線源がＡ_３の位置にあるときに撮影された投影画像に基づく逆投影画像の生成を模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）により生成された逆投影画像を模式的に示す図である。 逆投影画像の画素位置に対応する投影画像の画素位置の求め方を説明するための図ある。 逆投影画像の他の生成手法を説明するための図である。 表示画面の一例を示す図である。 （ａ）は、金属を含んだ再構成画像、（ｂ）は、金属を含んだ投影画像である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

［画像生成システム１００の構成］
まず、本発明に係る画像生成システム１００の概略構成について説明する。画像生成システム１００は、被写体Ｈ（人体の部位）をトモシンセシス撮影することにより得られた複数の投影画像を用いて被写体Ｈの再構成画像（断層画像）を生成するとともに、複数の投影画像のそれぞれを個別に逆投影して複数の逆投影画像を生成し、表示するシステムである。

図１に、本実施形態に係る画像生成システム１００の概略構成を示す。図１に示すように、画像生成システム１００は、主に、放射線撮影装置１やコンソール９０等で構成されている。
なお、以下の説明において、被写体台５４の長手方向（被写体台５４に配置された被写体Ｈの体軸方向）をｙ軸方向、撮影面（放射線が照射される面）においてｙ軸方向と直交する方向をｘ軸方向、放射線照射方向（被写体Ｈの厚さ（高さ）方向）をｚ軸方向として説明する。

画像生成システム１００は、撮影室１０１ａや前室（操作室等ともいう。）１０１ｂの内外に設けられるようになっている。撮影室１０１ａ内には、放射線撮影装置１の撮影台５０、放射線源６１等が設けられている。また、撮影室１０１ａ内には、放射線検出器Ｆと後述するコンソール９０との間の無線通信を中継するためのアクセスポイントＡＰ等も設けられている。

また、前室１０１ｂには、放射線照射装置６０の操作卓６２や曝射スイッチ６３等が設けられている。また、図１では、制御ＢＯＸ８０やコンソール９０等が前室１０１ｂの外に設けられている場合が示されているが、それらを前室１０１ｂ内等に設けることも可能である。

撮影手段としての放射線撮影装置１は、図１に示すように、放射線検出器Ｆと、放射線検出器Ｆ及び被写体Ｈを保持する撮影台５０と、放射線照射装置６０と、を備えて構成されている。なお、図１においては、一例として、臥位で被写体Ｈを撮影する放射線撮影装置１を側面から見た図を示している。

放射線検出器Ｆは、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の半導体イメージセンサーにより構成される。ＦＰＤは、例えば、ガラス基板等を有しており、基板上の所定位置に、放射線源６１から照射されて少なくとも被写体Ｈを透過した放射線（Ｘ線）をその強度に応じて検出し、検出した放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の検出素子（画素）がマトリックス状に配列されている。各画素は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング部を備えて構成されており、当該各画素に蓄積された電気信号の読み取りをスイッチング部によりスイッチングしていき、放射線検出器Ｆに蓄積された電気信号を読み取ることにより、被写体Ｈの投影画像を取得する。なお、ＦＰＤには放射線をシンチレーターを介して光電変換素子により電気信号に変換する間接変換型、放射線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
放射線検出器Ｆは、ネットワークＮ１及び制御ＢＯＸ８０を介してコンソール９０と通信を行う機能、アクセスポイントＡＰを介してコンソール９０と通信を行うための無線通信機能を備えている。

撮影台５０は、検出器装填部５１、装填部支持部５２、被写体台５４等を備えて構成されている。
検出器装填部５１は、放射線検出器Ｆを保持する。
装填部支持部５２は、被写体台５４の被写体Ｈを載置する面とは反対の面の側に設けられ、検出器装填部５１を支持する。

放射線照射装置６０は、被写体Ｈを介して放射線検出器Ｆに放射線を照射する放射線源６１と、放射線技師等の撮影者が管電流や管電圧、照射時間等の撮影条件を設定可能な操作卓６２と、撮影者が操作して放射線源６１からの放射線の照射を指示する曝射スイッチ６３と、放射線源６１を被写体台５４における被写体Ｈの体軸方向に沿って（ｙ軸方向に）移動させるとともに、移動させた位置で放射線源６１から照射する放射線が放射線検出器Ｆに照射されるように放射線源６１の照射角度をその位置によって傾ける放射線源移動機構６４等を備えて構成されている。放射線照射装置６０は、制御ＢＯＸ８０を介してコンソール９０から、又は操作卓６２により撮影条件が設定され、曝射スイッチ６３が押下されると、曝射スイッチ６３の押下信号をコンソール９０に送信し、コンソール９０からの制御信号に基づいて、設定された撮影条件で放射線源移動機構６４により放射線源６１を移動させつつ放射線源６１に放射線を照射させる。
また、放射線源６１の放射線照射方向には、放射線源６１から照射された放射線の照射領域を制限するコリメーター７５が設けられている。

本実施形態では、放射線照射装置６０の放射線源６１として、被写体Ｈや放射線検出器Ｆに向けて放射線を円錐状に照射する放射線源、すなわち、いわゆるコーンビームを照射する放射線源が用いられている。

放射線源移動機構６４は、後述する制御ＢＯＸ８０を介してコンソール９０から送信される制御信号に応じて、放射線源６１を被写体台５４に沿って（即ち、ｙ軸方向に）移動させることにより、放射線源６１と放射線検出器Ｆとの相対位置関係を変更する。

上記構成の放射線撮影装置１は、放射線源６１が予め定められた撮影スタート位置から終了位置に反対方向に移動する間に、所定回数（複数回）のトモシンセシス撮影を行い、撮影ごとに放射線検出器Ｆで投影画像を取得するように構成されている。このとき、放射線源６１の光軸が放射線検出器Ｆの中央に照射されるように構成されている。

その際、例えば、放射線源６１から放射線を所定回数照射（パルス照射）して、放射線が照射されるごとに放射線検出器Ｆで投影画像を取得する。或いは、放射線源６１から放射線を途切れることなく連続的に照射し、その間に放射線検出器Ｆが所定回数の投影画像の取得処理を行うように構成することとしてもよい。

なお、放射線検出器Ｆは、投影画像を取得するごとに、制御ＢＯＸ８０を介して画像処理装置としてのコンソール９０に取得した投影画像を送信するように構成してもよく、また、取得した各投影画像を一旦図示しない記憶部に保存しておき、所定回数の投影画像の取得処理が終了した時点で各投影画像をまとめてコンソール９０に送信するように構成することも可能である。

制御ＢＯＸ（中継器等ともいう。）８０は、ネットワークＮ１を介して放射線撮影装置１の各部や、検出器装填部５１に装填された放射線検出器Ｆ、コンソール９０等と接続されている。制御ＢＯＸ８０には、コンソール９０等から放射線照射装置６０に送信するＬＡＮ（Local Area Network）通信用の信号等を放射線照射装置６０用の信号等に変換したり、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。

コンソール９０は、図３に示すように、制御部９１、操作部９２、表示部９３、通信部９４、記憶部９５を備えて構成され、各部がバス９６により接続されて構成されたコンピューター装置である。

制御部９１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等により構成される。制御部９１のＣＰＵは、記憶部９５に記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って後述する画像生成処理を始めとする各種処理を実行する。制御部９１は、記憶部９５に記憶されているプログラムとの協働により、逆投影画像生成手段、表示制御手段、第二の表示制御手段として機能する。また、制御部９１は、操作部９２との協働により、指定手段、切り替え手段として機能する。

操作部９２は、文字入力キー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部９１に出力する。

表示部９３は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニターを備えて構成されており、制御部９１から入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示する。表示部９３は、表示手段として機能する。

通信部９４は、ＬＡＮカード等により構成され、スイッチングハブを介してネットワークＮ１、Ｎ２に接続された外部機器との間でデータの送受信を行う。通信部９４は、第一送信手段、第二送信手段、又は第三送信手段として機能する。

記憶部９５は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）や半導体の不揮発性メモリ等で構成されている。記憶部９５には、前述のようにシステムプログラムや各種処理プログラムが記憶されている。

また、記憶部９５には、放射線検出器Ｆから受信した投影画像を記憶する投影画像記憶部９５１、生成した再構成画像を記憶する再構成画像記憶部９５２等が設けられている。
更に、記憶部９５には、撮影部位、撮影方向、患者サイズ（例えば、大人の大、中、小、子供の大、中、小）、体厚の少なくとも一つに対応付けて、逆投影画像を生成する際の基準高さのデフォルト値が記憶されている。

コンソール９０は、通信部９４により例えばアクセスポイントＡＰや制御ＢＯＸ８０を介して放射線検出器Ｆに覚醒信号を送信して放射線検出器Ｆをスリープ（sleep）状態から覚醒（wake up）状態に遷移させる等して放射線検出器Ｆを制御したり、放射線技師等の撮影者が操作部９２により設定した管電流等を、制御ＢＯＸ８０を介して放射線照射装置６０に送信して設定したり、制御ＢＯＸ８０を介して放射線源移動機構６４を制御することができるようになっている。

また、本実施形態では、コンソール９０は、画像処理装置としても機能するようになっており、放射線検出器Ｆが取得した投影画像が放射線撮影装置１から送信されてくると、受信した複数の投影画像に基づいて被写体Ｈの再構成画像（図１に一点鎖線で示す複数の断面の複数の二次元断層画像）を生成するとともに、複数の投影画像のそれぞれを逆投影して複数の逆投影画像を生成ようになっている。なお、画像処理装置を、コンソール９０とは別体の装置として構成することも可能である。

さらに、図１に示すように、コンソール９０には、ネットワークＮ２を介してアクセスポイントＡＰが接続されている。また、コンソール９０は、ネットワークＮ２を介して別システムである図示しないＨＩＳ（Hospital Information System；病院情報システム）やＲＩＳ（Radiology Information System；放射線科情報システム）、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System；医用画像診断支援システム）７０等に接続されている。そして、コンソール９０は、撮影オーダー情報をＨＩＳやＲＩＳ等から取得したり、生成した再構成画像及び逆投影画像を対応付けてＰＡＣＳ７０に送信したりするなど各種の処理を行うように構成されている。

なお、各装置等を結ぶネットワークを、本実施形態のように複数のネットワークＮ１、Ｎ２で分けて構成する必要はなく、各装置を１つのネットワークに接続して画像生成システム１００を構成することも可能である。また、各装置を結ぶネットワークとして本実施形態のように複数のネットワークを用いる場合、どの装置をいずれのネットワークに接続するかは適宜変更可能である。

［画像生成システム１００の動作］
次に、本実施形態における画像生成システム１００の動作について説明する。
図３に、コンソール９０の制御部９１により実行される画像生成処理のフローチャートを示す。画像生成処理は、制御部９１と記憶部９５に記憶されているプログラムとの協働により実行される。

まず、制御部９１は、トモシンセシス撮影を行い、被写体Ｈの複数（ｎ枚）の投影画像を取得する（ステップＳ１）。
具体的に、操作部９２により撮影オーダー情報が選択され、曝射スイッチ６３が押下されると、制御部９１は、制御ＢＯＸ８０を介して放射線撮影装置１の各装置を制御して、放射線源６１を被写体Ｈの体軸方向に沿って移動させることにより放射線源６１と放射線検出器Ｆとの位置関係を変化させながら所定回数の撮影を行わせる。撮影により得られた一連の投影画像は放射線検出器Ｆによりコンソール９０に送信される。コンソール９０においては、通信部９４により受信した一連の投影画像のそれぞれに、検査を識別するための検査ＩＤ、画像を識別するための画像ＩＤ、患者情報、及びその投影画像の撮影条件（撮影部位、撮影方向、管電圧、各投影画像を撮影したときの放射線源６１や放射線検出器Ｆの位置等）を付帯させて投影画像記憶部９５１に記憶する。

次いで、制御部９１は、取得した一連の投影画像を用いて予め設定されたスライス間隔で複数のスライス高さの再構成画像を生成する（ステップＳ２）。例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法、逐次近似画像再構成法、フェルドカンプ法、シフト加算法等の公知の手法を用いて、一連の投影画像から複数のスライス高さの再構成画像を生成する。生成された再構成画像のそれぞれには、画像を識別するための画像ＩＤ、検査ＩＤ、患者情報、撮影条件（撮影部位、撮影方向、管電圧等）、再構成条件（例えば、スライス高さ、スライス間隔等）を付帯させる。

図４（ａ）に、再構成画像の生成の一例を模式的に示す。図４（ａ）においては、放射線源６１がＡ_１〜Ａ_３の３つの位置で３回の撮影を行って得られた３枚の投影画像から再構成画像を生成する場合を示している。図４（ａ）に示すように、撮影された全ての投影画像をスライス高さの面（スライス面）に逆投影して加算することで、再構成画像が生成される。スライス面に位置する構造物（病変を含む。以下同じ）は、図４（ａ）に示す構造物Ｐ_０のように、放射線源６１がどの位置で撮影された投影画像からも同じ位置（その構造物の位置）に逆投影されるため、図４（ｂ）に示すように、再構成画像では複数の投影画像からの逆投影が重なって、スライス面に位置する構造物の断面だけが強調された断層画像が得られる。一方、スライス面以外の高さに位置する構造物は、放射線源６１の位置によって異なる位置に逆投影される。例えば、図４（ａ）に示すＰ１は、放射線源６１の位置がＡ_１のときはＰ_１１の位置に、放射線源６１の位置がＡ_２のときはＰ_０の位置に、放射線源６１の位置がＡ_３のときはＰ_１２の位置に逆投影される。そのため、再構成画像では、図４（ｂ）に示すように、スライス面以外の面に位置する構造物はぼやける。

次いで、制御部９１は、取得した一連の投影画像のそれぞれを個別に所定の基準高さに逆投影することにより複数の逆投影画像を生成する（ステップＳ３）。基準高さは、逆投影される面の位置を示すものであり、例えば、放射線検出器Ｆ等の基準からのｚ方向の距離で表される。
ここで、制御部９１は、記憶部９５を参照し、投影画像の付帯情報に含まれる撮影部位、撮影方向、操作部９２により入力される患者サイズ、体厚の少なくとも一つに応じた基準高さのデフォルト値を読み出して、読み出したデフォルト値に基づいて逆投影画像を生成する。なお、本実施形態においては、記憶部９５に記憶されている基準高さのデフォルト値は、ステップＳ１で生成される複数の再構成画像のスライス高さの何れかに一致しているものとする。

例えば、放射線源６１が図５（ａ）のＡ_１、図６（ａ）のＡ_２、図７（ａ）のＡ_３の３つの位置にあるときに順次投影画像が取得されたとすると、ステップＳ３では、まず、図５（ａ）に示すように放射線源６１がＡ_１の位置のときに取得した投影画像のみを逆投影して逆投影画像を生成し、次いで、図６（ａ）に示すように放射線源６１がＡ_２の位置のときに取得した投影画像のみを逆投影して逆投影画像を生成し、次いで、図７（ａ）に示すように放射線源６１がＡ_３の位置のときに取得した投影画像のみを逆投影して逆投影画像を生成する。図５（ｂ）は図５（ａ）の放射線源６１の位置で取得された投影画像の逆投影画像を示す図、図６（ｂ）は図６（ａ）の放射線源６１の位置で取得された投影画像の逆投影画像を示す図、図７（ｂ）は図７（ａ）の放射線源６１の位置で取得された投影画像の逆投影画像を示す図である。

逆投影画像は、逆投影画像上の各画素の値が投影画像上（即ち、放射線検出器Ｆ上）のどの位置に対応しているかを求め、求めた位置の画素値を逆投影画像上のその画素の画素値とすることで生成される。例えば、図８に示すように、放射線検出器Ｆに下ろした垂線から距離ｙ_１、基準高さｚ_１に存在する逆投影画像上の点ｐ（ｙ_１，ｚ_１）に対応する投影画像上の位置Ｙ_ｄは、（式１）により求めることができる。
なお、投影画像上のＹ_ｄの周囲の画素から補間（バイリニア等）を行ってｐ（ｙ_１，ｚ_１）の画素値を求めることとしてもよい。

上記（式１）により生成される逆投影画像は、図９に示すように、以下の（式２）に示す縮小率Ｒで投影画像を縮小し、得られた縮小画像を放射線検出器Ｆの中心に対向する放射線源６１の位置Ａ_４を基準として、その基準位置から見た投影画像撮影時の放射線源６１の方向に（式３）に示すシフト量Ｓだけ位置をずらした画像と同等となる。そこで、ステップＳ３においては、取得した一連の投影画像のそれぞれを個別に縮小率Ｒで縮小し、得られた縮小画像のそれぞれを、位置Ａ_４を基準として、その基準位置から見た各投影画像撮影時の放射線源６１の方向にシフト量Ｓだけシフトすることにより、複数の逆投影画像を生成してもよい。なお、投影画像の縮小時にはバイリニア補間やバイキュービック補間等を行ってもよい。

図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、基準高さｚ_１に位置する構造物Ｐ０は、放射線源６１がＡ_１〜Ａ_３のどの位置で撮影された投影画像からも同じ位置（その構造物の位置Ｐ_０）に逆投影され、逆投影画像上でのサイズも実物大となる。一方、基準高さ以外の高さに位置する構造物は、放射線源６１の位置に応じて異なる位置に逆投影され、逆投影画像毎に異なる位置に描画される。また、逆投影画像上では、基準高さより高い位置（放射線源６１側）にある構造物は実物より大きく、基準高さより低い位置（放射線検出器Ｆ側）にある構造物は実物より小さく描画される。例えば、図５（ａ）〜図７（ａ）に示す構造物Ｐ_１は、図５（ｂ）〜図７（ｂ）に示すように、放射線源６１の位置がＡ_１のときに撮影された投影画像の逆投影画像ではＰ_１１の位置に、放射線源６１の位置がＡ_２のときに撮影された投影画像の逆投影画像ではＰ_０の位置に、放射線源６１の位置がＡ_３のときに撮影された投影画像の逆投影画像ではＰ_１２の位置に描画され、大きさも実物より小さく描画される。
即ち、診断対象の構造物の高さ（ｚ方向の高さ）を基準高さとすることで、例えば、逆投影画像を時系列に順次表示（動画表示）した場合に、診断対象の構造物を常に実物大で静止させた表示を行うことができる。

次いで、制御部９１は、生成した再構成画像と逆投影画像を並べて表示する表示画面９３１を表示部９３に表示させる（ステップＳ４）。

図１０（ａ）、（ｂ）に、表示画面９３１の一例を示す。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、表示画面９３１には、再構成画像表示欄９３１ａ、逆投影画像表示欄９３１ｂが設けられ、それぞれに再構成画像、逆投影画像が表示される。具体的には、ステップＳ３で生成された逆投影画像の基準高さの面をスライス面とした再構成画像と、ステップＳ３で生成された逆投影画像が表示される。制御部９１は、表示画面９３１における操作部９２の操作に応じて表示制御を行う。
逆投影画像は、複数の画像を連続的に順次表示（動画表示）することとしてもよいし、操作部９２の操作に応じて順次切り替え表示（手動表示）することとしてもよい。例えば、表示画面９３１においては、逆投影画像表示欄９３１ｂの下にスライドバー９３１ｄ、再生切り替えボタン９３１ｅが表示されており、再生切り替えボタン９３１ｅの押下により動画表示と手動表示を切り替えることができる。また、手動表示の場合、操作部３２によるスライドバー９３１ｄの操作によって表示する逆投影画像を順次切り替える（コマ送りする）ことができる。
また、再構成画像表示欄９３１ａの下には、スライドバー９３１ｃが表示されている。スライドバー９３１ｃは、再構成画像のスライス高さを変更するためのものであり、操作部９２によりスライドバー９３１ｃを動かすことにより、再構成画像表示欄９３１ａに表示する再構成画像のスライス高さを変更することができる。即ち、再構成画像表示欄９３１ａに表示する再構成画像を切り替えることができる。また、スライドバー９３１ｃにより再構成画像のスライス高さが決定され、決定されたスライス高さの再構成画像が表示されると、決定されたスライス高さを基準高さとする逆投影画像が生成され、逆投影画像表示欄９３１ｂに表示される。

ここで、従来、再構成画像が診断に用いられている。しかし、再構成画像はスライス面の断層画像であるため、例えば、放射線照射方向と略同一方向に走行している血管と病変との区別がつかない等の問題がある。また、トモシンセシス撮影では放射線源６１の振り角が限定されているので、スライスの厚さ方向（ｚ方向）にぼけがある。そのため、スライス面に存在する骨に重なった病変が見づらい、膝の関節裂隙等の特定の方向を診断したい場合にポジショニングが難しい等の問題がある。また、再構成画像では、被写体に金属等の放射線の吸収係数（質量吸収係数）の非常に高い高吸収体（以下、高吸収体と呼ぶ）が含まれると、筋状のストリークアーチファクトや、ビームハードニングに起因して高吸収体の周囲が黒く潰れるアーチファクト（図１１（ａ）に矢印で示す）が生じてしまう。

一方、本実施形態において生成した複数の逆投影画像において、基準高さに位置する構造物（病変）は、複数の逆投影画像において実物大で同じ位置に描画されるが、基準高さとは異なる高さに位置する構造物は、逆投影画像によって放射線源６１の角度に応じて異なる位置に異なる角度から見た様子が描画される。従って、複数の逆投影画像を動画表示或いは切り替えて表示することにより、基準高さに位置する病変等を実物大で観察したり計測したりすることが可能となるとともに、再構成画像では困難な診断、例えば、骨に重なった病変の診断、放射線の方向と略同一方向に走行している血管と病変との区別等が容易となる。また、１つの構造物を様々な角度から見た様子を描画できるので、診断対象を特定の方向に向けておく必要がなく、ポジショニングが容易となる。また、図１１（ｂ）に矢印で示すように、投影画像及び投影画像を個別に逆投影した逆投影画像には高吸収体によるアーチファクトは発生しないため、例えば、人工関節周辺の骨の融合、ゆるみ等を的確に診断することが可能となる。また、心臓等の動いている構造物は、再構成画像ではぼけて見えるが、複数の逆投影画像を動画表示することにより、その動きを観察することが可能となる。

操作部９２によりスライドバー９３１ｃが操作され、スライス高さの変更が指示されると（ステップＳ５；ＹＥＳ）、制御部９１は、変更後のスライス高さの再構成画像を再構成画像表示欄９３１ａに表示し（ステップＳ６）、変更後のスライス高さを基準高さとして逆投影画像を生成して逆投影画像表示欄９３１ｂに表示し（ステップＳ７）、ステップＳ５に戻る。即ち、再構成画像表示欄９３１ａに表示されている再構成画像のスライス高さを基準高さとした逆投影画像を生成し、再構成画像と並べて表示部９３の表示画面９３１に表示する。

例えば、図１０（ａ）に示す表示画面９３１において、操作部９２によりスライドバー９３１ｃが操作され、スライドバー９３１ｃの位置がスライス高さＡからスライス高さＢに変更された場合、図１０（ｂ）に示すように、再構成画像表示欄９３１ａにスライス高さＢの再構成画像が表示され、逆投影画像表示欄９３１ｂに高さＢを基準高さとした逆投影画像が表示される。

このように、表示画面９３１においては、表示する再構成画像のスライス高さを変更可能であり、表示された再構成画像と、再構成画像のスライス高さを基準高さとした逆投影画像を並べて表示することができるので、例えば、再構成画像のスライス高さを切り替えて観察し、病変等を見つけた場合に、逆投影画像においてその病変を実物大で観察したり病変の大きさを計測したりすることが可能となる。また、再構成画像で困難な診断や、高吸収体周辺の診断が可能となる。

一方、操作部９２によりスライス高さの変更が指示されていない場合（ステップＳ５；ＮＯ）、制御部９１は、操作部９２により終了ボタン９３１ｆが押下されたか否かを判断する（ステップＳ８）。操作部９２により終了ボタン９３１ｆが押下されていないと判断した場合（ステップＳ８；ＮＯ）、制御部９１は、ステップＳ５に戻る。操作部９２により終了ボタン９３１ｆが押下されたと判断した場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、制御部９１は、生成された逆投影画像に基準高さに対応するスライス高さの再構成画像と同じ検査ＩＤ及び画像ＩＤを付与することにより再構成画像に対応付けて、再構成画像及び逆投影画像を通信部９４によりＰＡＣＳ７０に送信し（ステップＳ９）、画像生成処理を終了する。
ＰＡＣＳ７０においては、コンソール９０から受信した再構成画像と、再構成画像に対応する（再構成画像のスライス高さを基準高さとした）逆投影画像を並べて表示することが可能となる。なお、逆投影画像のみを通信部９４によりＰＡＣＳ７０に送信する構成としてもよい。

以上説明したように、コンソール９０の制御部９１によれば、放射線撮影装置１において放射線源６１と放射線検出器Ｆとの位置関係を変化させながら撮影することにより取得された複数の投影画像のそれぞれを、所定の基準高さに逆投影するか、又は基準高さに逆投影したときと同等の画像となるように縮小及びシフトして複数の逆投影画像を生成し、生成された複数の逆投影画像を表示部９３に表示する。
従って、放射線源６１と放射線検出器Ｆとの位置関係を変化させながら取得された投影画像を、基準高さに位置する構造物のサイズを実際のサイズと同じサイズで描画する逆投影画像として表示するので、投影画像を診断に用いることが可能となる。例えば、病変を実物大で観察したり病変の大きさを計測したりすることが可能となる。また、再構成画像で困難な診断や、高吸収体周辺の診断が可能となる。

また、制御部９１は、複数の投影画像に基づいて生成された再構成画像と逆投影画像とを並べて表示部９３に表示させ、表示部９３に表示されている再構成画像のスライス高さを基準高さとして複数の逆投影画像を生成し、再構成画像と、再構成画像のスライス高さを基準高さとして生成した複数の逆投影画像とを並べて表示部９３に表示させる。
従って、再構成画像と、そのスライス高さを基準高さとした逆投影画像を並べて観察することができるので、例えば、再構成画像で診断が難しい場合であってもそのスライス高さの逆投影画像を観察することで容易に診断することが可能となる。

また、表示される再構成画像のスライス高さは、操作部９２のスライドバーの操作により切り替えることができるので、表示する再構成画像のスライス高さ及び逆投影画像の基準高さを容易に切り替えることができる。

また、同じ基準高さの複数の逆投影画像を動画表示することで、複数の逆投影画像の閲覧が容易となる。また、構造物の動態を捉えることが可能となる。

或いは、同じ基準高さの複数の逆投影画像を操作手段の操作に応じて切り替え可能に構成することで、ユーザが自由に逆投影画像を切り替えて診断を行うことが可能となる。

また、生成された複数の逆投影画像はＰＡＣＳ等の外部装置に送信されるので、外部装置で逆投影画像を用いた診断を行うことが可能となる。
また、生成された複数の逆投影画像と再構成画像とを対応付けて外部装置に送信することで、ＰＡＣＳ等の外部装置において再構成画像及びそのスライス高さを基準高さとした逆投影画像を表示して診断に用いることが可能となる。

なお、上記実施形態における記述内容は、本発明に係る画像生成システムの好適な一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態においては、コンソール９０は、逆投影画像を再構成画像に対応付けてＰＡＣＳ７０に送信することで、ＰＡＣＳ７０において再構成画像とこれに対応する逆投影画像を並べて表示することを可能としたが、投影画像のそれぞれに、投影画像撮影時の放射線源６１と放射線検出器Ｆの位置関係を示す情報を対応付けて通信部９４によりＰＡＣＳ７０に送信することとしてもよい。これにより、ＰＡＣＳ７０において、上述の画像生成処理を実行し、再構成画像を生成したり、逆投影画像を生成したりすることが可能となる。また、コンソール９０において、再構成画像を生成し、再構成画像と投影画像とを検査ＩＤ等により対応付けて通信部９４によりＰＡＣＳ７０に送信することとしてもよい。

また、上記実施形態においては、被写体の部位や患者サイズ等に応じて、又は表示部９３に表示される再構成画像のスライス高さに応じて逆投影画像の基準高さを指定する場合を例にとり説明したが、これに限定されない。例えば、基準高さの入力画面から操作部９２により入力された数値を基準高さとして指定することとしてもよい。これにより、ユーザが直接基準高さの値を指定することが可能となる。

また、上記実施形態においては、操作部９２によるスライドバーの操作により表示画面９３１に表示する再構成画像のスライス高さの調整や逆投影画像のコマ送り等を行うこととしたが、操作部９２のマウスのホイール操作により上述のスライス高さの調整やコマ送り等を行うこととしてもよい。

また、上述のように、複数の逆投影画像は構造物の動態（例えば、被写体部位が胸部であれば肺や心臓の動態等）を示す情報を含んでいるため、制御部９１は、複数の逆投影画像を動態解析に用いることとしてもよい。

また、上記実施形態において、撮影により得られた一連の投影画像を所定の基準高さに逆投影するか、又は基準高さに逆投影したときと同等の画像となるように縮小及びシフトして複数の逆投影画像を生成し、生成した逆投影画像を再構成画像と並べて表示する場合を例にとり説明したが、撮影により得られた一連の投影画像を異なる基準高さに逆投影するか、又は基準高さに逆投影したときと同等の画像となるように縮小及びシフトして複数の基準高さの逆投影画像群を生成し、生成した複数の基準高さの逆投影画像群を表示部９３に並べて、又は操作部９２による操作に応じて切り替えて表示することとしてもよい。これにより、異なる基準高さの逆投影画像を比較して診断に用いることができる。

また、上記実施形態においては、放射線検出器Ｆがいわゆる可搬型（カセッテ型等ともいう。）であり、それを、放射線撮影装置１を構成する撮影台５０の検出器装填部５１に装填して放射線断層撮影を行う場合について説明したが、放射線検出器Ｆが可搬型でなく、撮影台５０と一体的に形成された、いわゆる専用機型の放射線検出器に対しても、本発明を適用することが可能である。

また、上記実施形態においては、放射線撮影装置１は臥位で撮影を行う装置として説明したが、立位の撮影を行う装置としてもよい。

また、上記実施形態においては、放射線撮影装置１は、放射線検出器Ｆ及び被写体Ｈを固定とし、放射線源６１を移動させてトモシンセシス撮影を行うものとして説明したが、固定された被写体Ｈの体軸方向に沿って放射線源６１及び放射線検出器Ｆを反対方向に移動させる構成としてもよい。又は、放射線検出器Ｆを固定として被写体Ｈ及び放射線源６１を移動させる構成としてもよい。又は、放射線源６１を固定として放射線検出器Ｆ及び被写体Ｈを移動させる構成としてもよい。
また、本発明は、トモシンセシス撮影により得られた投影画像から断層画像を生成する場合だけでなく、ＣＴ撮影により得られた投影画像から断層画像を生成する場合についても適用することができる。

また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリ等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。

その他、画像生成システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１００ 画像生成システム
１ 放射線撮影装置
５０ 撮影台
５１ 検出器装填部
５２ 装填部支持部
５４ 被写体台
６０ 放射線照射装置
６１ 放射線源
６２ 操作卓
６３ 曝射スイッチ
６４ 放射線源移動機構
７０ ＰＡＣＳ
８０ 制御ＢＯＸ
９０ コンソール
９１ 制御部
９２ 操作部
９３ 表示部
９４ 通信部
９５ 記憶部
９６ バス
Ｆ 放射線検出器
Ｈ 被写体

Claims (13)

1. 被写体に放射線を照射する放射線源と、放射線を検出して電気信号を生成する放射線検出素子が二次元状に配置され、照射された放射線に応じた投影画像を取得する放射線検出器と、を備え、前記放射線源と前記放射線検出器との位置関係を変化させながら、前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置された被写体の前記投影画像を所定回数取得する撮影手段と、
   前記撮影手段により取得された複数の投影画像のそれぞれを、所定の基準高さに逆投影するか、又は前記基準高さに逆投影したときと同等の画像となるように縮小及びシフトして複数の逆投影画像を生成する逆投影画像生成手段と、
   前記逆投影画像生成手段により生成された複数の逆投影画像を表示する表示手段と、
   を備える画像生成システム。
2. 前記基準高さを指定するための指定手段を備え、
   前記逆投影画像生成手段は、前記複数の投影画像のそれぞれを、前記指定手段により指定された基準高さに逆投影するか、又は前記指定された基準高さに逆投影したときと同等の画像となるように縮小及びシフトして複数の逆投影画像を生成する請求項１に記載の画像生成システム。
3. 前記指定手段は、入力手段による数値入力により前記基準高さを指定する請求項２に記載の画像生成システム。
4. 前記指定手段は、前記被写体の部位、撮影方向、前記被写体となった患者のサイズ、前記被写体の体厚の少なくとも一つに応じて前記基準高さを指定する請求項２に記載の画像生成システム。
5. 前記撮影手段により取得された複数の投影画像を再構成して再構成画像を生成する再構成画像生成手段を備え、
   前記指定手段は、前記再構成画像生成手段により生成された再構成画像を用いて前記基準高さを指定する請求項２に記載の画像生成システム。
6. 前記再構成画像生成手段により生成された再構成画像と、前記逆投影画像生成手段により生成された複数の逆投影画像とを並べて前記表示手段に表示する表示制御手段を備え、
   前記指定手段は、前記表示手段に表示されている再構成画像のスライス高さを前記基準高さとして指定し、
   前記逆投影画像生成手段は、前記再構成画像のスライス高さを前記基準高さとして前記複数の逆投影画像を生成し、
   前記表示制御手段は、前記再構成画像と、前記再構成画像のスライス高さを基準高さとして生成した前記複数の逆投影画像とを並べて前記表示手段に表示する請求項５に記載の画像生成システム。
7. 前記表示手段に表示する再構成画像を切り替えるための切り替え手段を備える請求項６に記載の画像生成システム。
8. 前記逆投影画像生成手段により異なる基準高さで生成された複数の基準高さの逆投影画像を前記表示手段に並べて又は切り替え表示する第二表示制御手段を備える請求項１〜４の何れか一項に記載の画像生成システム。
9. 前記表示手段は、前記複数の逆投影画像を動画表示する請求項１〜８の何れか一項に記載の画像生成システム。
10. 前記表示手段は、前記複数の逆投影画像を操作手段の操作に応じて切り替え表示する請求項１〜８の何れか一項に記載の画像生成システム。
11. 前記逆投影画像生成手段により生成された複数の逆投影画像を外部装置に送信する第一送信手段を備える請求項１〜１０の何れか一項に記載の画像生成システム。
12. 前記逆投影画像生成手段により生成された複数の逆投影画像と前記再構成画像生成手段により生成された再構成画像とを対応付けて外部装置に送信する第二送信手段を備える請求項５〜７の何れか一項に記載の画像生成システム。
13. 前記撮影手段により取得された複数の投影画像のそれぞれに、当該投影画像の撮影時の前記放射線源と前記放射線検出器の位置関係を示す情報を付与して外部装置に送信する第三送信手段を備える請求項１〜１２の何れか一項に記載の画像生成システム。