JP2019000460A - 放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線の照射範囲を適切な範囲に遮蔽することで、被写体の被曝線量を低減することができる放射線撮影装置を提供する。【解決手段】 本発明に係る放射線撮影装置は、照射手段から照射された放射線を検出する検出手段と、前記照射手段と前記検出手段とを前記被写体の周りで回転させ、前記放射線に基づく被写体の画像を撮影する撮影手段と、前記画像における前記被写体の輪郭によって特定される前記放射線の照射範囲に、前記放射線を遮蔽する遮蔽手段の位置を制御する制御手段と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影方法、及びプログラムに関する。

乳がんの放射線検査装置として、マンモグラム装置が標準的に使用されている。しかし、マンモグラム装置では、乳腺構造や脂肪と重なっている病変の検出能向上のため、乳房を圧迫して撮影が行われるが、患者が乳房圧迫に伴う痛みを訴えることが多い。また、デンスブレスト（乳腺の多い乳房）の場合には、病変部と乳腺構造が重なりあって病変検出の感度や特異度が低下することなどの欠点が知られている。

マンモグラムの欠点を補う技術として、乳房専用ＣＴ装置が注目されている。この装置は、乳房の３Ｄ画像を提供することにより、乳房を圧迫せずに、病変部と乳腺構造を空間的に分離して観察できる。

一方、乳房専用ＣＴ装置の欠点は、マンモグラムより被爆線量が増加することである。特に、乳房は放射線に対する感度が高い部位であるため、撮影に寄与しない散乱線からの被爆線量を必要最小限に抑えることが求められている。散乱線からの被爆線量の低減の方法の１つとしては、照射範囲を絞る方法が考えられる。

乳房専用ＣＴ装置において、乳房が乳房保持部を備えたガントリー内に挿入され、圧迫を伴わずに乳房保持部に配置される場合を考える。この場合、乳房が常に放射線発生装置と放射線撮影装置の回転中心に配置されていれば、走査中のＳＯＤ（Ｓｏｕｒｃｅ ｔｏ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が一定となるため、照射範囲サイズは一定であればよい。

しかし、装置の設計上、乳房保持部が回転中心に設置できない場合や、重力などにより乳房が垂下することにより、乳房の形状が回転中心から変位する場合は、必要な照射範囲サイズは一定ではなく、撮影角度により変化する。また、乳房の垂下量やサイズは患者ごとに異なることから、不要な被曝を回避するために、必要な照射範囲は患者ごとに最適化される必要性がある。

特開２００４−２０８７９９号公報

特許文献１では、被写体内の関心領域に照射範囲を調整するための手段として放射線撮影画像を用いているが、乳房の撮影では可能な限り乳房への被爆線量を低減することが望ましく、最適な手段とはいえない。被写体の乳房に対し放射線曝射によらずに最適な照射範囲を設定する手段が求められる。

本発明に係る放射線撮影装置は、照射手段から照射された放射線を検出する検出手段と、前記照射手段と前記検出手段とを前記被写体の周りで回転させ、前記放射線に基づく被写体の画像を撮影する撮影手段と、前記画像における前記被写体の輪郭によって特定される前記放射線の照射範囲に、前記放射線を遮蔽する遮蔽手段の位置を制御する制御手段と、を備える。

本発明によれば、放射線の照射範囲を適切な範囲に制限することで、被写体の被曝線量を低減することができる。

実施形態に係る放射線撮影装置の概略を示す図である。 実施形態に係る放射線撮影装置の構成を示すブロック図である。 可動コリメータの例を示す図である。 撮影角度における構成要素の位置関係の一例を示す図である。 実施形態に係る放射線撮影装置の処理を説明するフローチャートである。 撮影角度における可視光カメラの画像例を示す図である。 被写体の輪郭から所定の距離まで放射線の照射範囲を制限することを示す図である。 照射野エッジの一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

本実施形態では、本撮影の前に被写体の位置を計測し、その計測結果に基づいて適切な照射範囲を設定する場合のコーンビームＣＴ装置の構成例を説明する。図１は実施形態における放射線撮影システム及び放射線撮影装置の概略を示す図である。実施形態に係る放射線撮影装置１００は、図１に示すように、放射線発生部１０１、放射線撮影部１０２、被写体測定部１０３、被写体保持部１０４、制御部１０５、及びコンソールＰＣ１０６を有する。

放射線発生部１０１は、設定された管電圧、管電流、及び照射時間に応じた放射線を照射する放射線発生源（照射部）である。放射線撮影部１０２は、照射された放射線信号に基づいて画像を生成する撮影装置である。放射線撮影部１０２は、放射線発生部１０１から照射され、被写体保持部１０４に保持された被写体を透過した放射線信号に基づき、放射線画像データを生成し、制御部１０５へ放射線画像データを送信する。

放射線発生部１０１と放射線撮影部１０２は、相互が対向する向きで回転フレームに共に取り付けられており、それぞれが制御部１０５と通信することができる。放射線撮影部１０２は、放射線管球（照射部）２０１と撮像パネル（検出部）２０３とを被写体の周りで回転させ、放射線に基づく被写体の画像を撮影する。

被写体測定部１０３は、制御部１０５からの要求に応じて、被写体の位置及びサイズなどの被写体情報を取得し、制御部１０５へ被写体情報を提供する。被写体保持部１０４は、被写体である乳房を保持する。被写体保持部１０４は、駆動系を有し、被写体の位置を調整する機構を有してもよい。

制御部１０５は、放射線発生部１０１、放射線撮影部１０２、被写体測定部１０３、被写体保持部１０４、及びコンソールＰＣ１０６と通信することができ、放射線撮影装置１００全体の動作制御を行う。また、制御部１０５は、放射線撮影部１０２から被写体の３６０度方向の２Ｄ画像データを受け取り、再構成演算を行ったり、再構成演算をコンソールＰＣ１０６で行う場合は、２Ｄ画像データをコンソールＰＣ１０６へ送信したりする。

コンソールＰＣ１０６は、ユーザーからの入力情報を制御部１０５へ送信するとともに、被写体の３Ｄ画像データを出力する。再構成演算をコンソールＰＣ１０６で行う場合は、コンソールＰＣ１０６は、制御部１０５から受け取った被写体の３６０度方向の２Ｄ画像データに基づいて再構成演算を行い、３Ｄ画像データを作成する。また、コンソールＰＣ１０６は、３Ｄ画像データを圧縮し、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍの略。院内画像管理システム。）などに適宜送信する。

次に、図２を用いて放射線撮影装置１００の構成を詳細に説明する。放射線発生部１０１は、放射線管球２０１及び可動コリメータ２０２を有する。放射線管球２０１は、加速された電子からの制動放射による放射線や金属内のＫ殻電子を弾き飛ばすことによる特性放射線を用いて、放射線パルスを発生させる。具体的には、真空中に封入したフィラメントと金属ターゲット間に高電圧をかけることで、放射線パルスの発生が実現される。フィラメントを加熱することにより発生した熱電子を高電圧で加速させ、金属ターゲットに衝突させることで、放射線を発生させる。

金属ターゲットとしては、例えば、タングステンやモリブデンなどの原子番号が大きく、融点が高い元素が用いられる。放射線管球２０１は、可視光ランプを有する。可視光ランプは、放射線管球２０１の焦点から照射される放射線の照射範囲に相当する範囲に可視光を照射することで、放射線の照射範囲を示す。

可動コリメータ２０２は、線減弱係数の大きい板状の遮蔽部材２８０−１，２８０−２，２８１−１，２８１−２を含む。図３（ａ）のように、４枚の遮蔽部材２８０−１，２８０−２，２８１−１，２８１−２が４辺を形成するように配置され、対向する２枚の遮蔽部材がそれぞれＸ−Ｙ軸方向及びＺ方向に開閉することにより、可動コリメータ２０２は放射線の照射範囲を調整する。可動コリメータ（遮蔽部）２０２は、放射線を遮蔽する遮蔽部材を遮蔽方向に開閉することにより、放射線を遮蔽する。また、可動コリメータ２０２は、遮蔽部材を収納する筐体を有する。

また、図３（ｂ）のように、複数の可動コリメータ２０２−１，２０２−２，２０２−３が放射線の照射方向に配置されてもよいが、照射範囲の調整を単純かつ合理的に行うため、それぞれのコリメータの遮蔽部材が協調して動作する必要がある。

遮蔽部材２８０−１，２８０−２，２８１−１，２８１−２は、それぞれの方向に移動可能で、駆動系に接続されて自動的に移動してもよい。また、対向する遮蔽部材（遮蔽部材２８０−１，２８０−２と遮蔽部材２８１−１，２８１−２）は、反対方向に同時に等距離移動してもよいし、独立方向に独立距離移動してもよい。このような構成の可動コリメータ２０２は、放射線管球２０１から発生した放射線を撮像パネル（検出部）２０３において２次元的にかつ部分的に遮蔽し、放射線の照射範囲を目的の範囲に制限することができる。

放射線撮影部１０２は、撮像パネル２０３と制御基板２０４を有する。撮像パネル２０３は、撮影範囲に照射された放射線に応じた電気信号を出力する撮像素子を含む各画素をアレイ状（２次元平面状の領域）に配置している。撮像パネル（検出部）２０３は、照射する放射線発生源（照射部）から照射された放射線を検出し、撮影範囲に照射された放射線を検出する。

撮像素子には、放射線信号を可視光信号に変換する蛍光体が配置されており、各画素の光電変換素子は、蛍光体により変換された可視光を電荷に変換し、各画素のキャパシタが電荷の蓄積を行う。例えば、撮像パネル２０３の蛍光体としては、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）が添加されたＣｓＩ：Ｔｌやテルビウム賦活希土類硫化物系蛍光体（例えば、Ｇ２Ｏ２Ｓ:Ｔｂ）などを用いることができる。蓄積された電荷は、電荷読み出し回路によって２Ｄの電気信号、すなわち２Ｄ画像データに変換され、アンプＩＣにより増幅されて制御手段２０７へ送られる。

制御基板２０４は、アンプＩＣ、電荷読み出し回路、電圧供給回路、クロック回路、及びＦＰＧＡなどから構成され、撮像パネル２０３へのバイアス電圧、ゲート電圧の供給、電気信号の増幅、及び電気信号の読み出し（マトリックス駆動）などを制御する。放射線発生部１０１と放射線撮影部１０２は、対向するように回転フレームに配置されており、回転フレームの角度にかかわらず、放射線発生部１０１から照射された放射線が放射線撮影部１０２に入射される配置となっている。

被写体測定部（測定部）１０３は、被写体測定手段２０５を有し、撮影範囲における被写体の位置又はサイズを測定する。被写体測定手段２０５は、最適な照射範囲を設定するために必要な、被写体の位置情報やサイズ情報などを提供する。被写体測定手段２０５は、放射線撮影によらない測定手段であればよい。

被写体測定手段２０５は、撮影範囲における被写体の画像を撮影する。被写体測定手段２０５は、放射線によらずに被写体の画像を撮影する。例えば、被写体測定手段（撮影部）２０５は、可視光カメラや赤外線カメラによる測定手段が考えられる。可視光カメラを用いた被写体測定手段の場合は、被写体測定部１０３は、被写体である乳房を撮影し、撮影した画像データを制御部１０５へ送信する。

被写体測定部１０３は、放射線発生部１０１と放射線撮影部１０２を結ぶ線の延長線上付近に配置されればよく、放射線発生部１０１側に配置してもよいし、入射放射線に干渉しなければ放射線撮影部１０２側に配置してもよい。また、被写体測定部１０３は、その他の位置に配置されてもよい。ただし、放射線撮影部１０２側に配置する場合やその他の位置に配置する場合は、放射線発生部１０１側から見たサイズに換算が必要となる。

例えば、被写体測定部１０３は、放射線管球２０１や可動コリメータ２０２の筐体に取り付けられてもよいし、回転フレーム上に取り付けられてもよい。図４に被写体測定手段２０５の取り付け例を示す。図４では、放射線管球２０１の側面に被写体測定手段２０５が取り付けられている。つまり、被写体測定手段２０５は、放射線発生部１０１と放射線撮影部１０２とを撮影範囲の周りで回転させる回転フレームに設置されている。

被写体保持部１０４は、被写体保持手段２０６を有する。被写体保持手段２０６は、放射線画像への影響を最小限にするため、線減弱係数が可能な限り小さい元素で構成されることが望ましい。被写体保持手段２０６の具体的な実現手段としては、例えば、半円筒状の断面を持ち、乳房に下側から接触して乳房を支える構造が考えられる。被写体保持手段２０６は、乳房の位置を調整できるように可動式であってもよい。

例えば、患者の体型に応じて、乳房が存在する患者の胸部付近に被写体保持手段２０６を移動できるように、駆動系が備えられてもよい。また、被写体の位置が調整できる場合は、位置計測手段を有し、被写体の位置情報が制御部１０５へ送信されるようにしてもよい。

制御部１０５は、制御手段２０７、記憶手段２０８、及び画像処理手段２０９を有する。制御手段２０７は、放射線画像の撮影中に放射線管球２０１と放射線撮影部１０２から撮影角度情報を受け取り、撮影角度情報に基づいて、回転フレームの回転動作のフィードバック制御を行う。また、制御手段２０７は、放射線管球２０１及び放射線撮影部１０２内の制御基板２０４の動作制御を行い、各撮影角度での放射線照射、放射線画像撮影、及び画像送信を制御する。また、制御手段２０７は、撮影角度情報を画像処理手段２０９に送信する。

後述の通り、撮影角度情報は再構成演算に用いられる。さらに、被写体測定手段２０５から受け取った被写体情報に基づいて、制御手段２０７は、撮影角度の時に最適な照射範囲を演算し、その演算結果に基づいて可動コリメータ２０２の開口を制御する。

制御手段２０７は、画像における被写体の輪郭によって特定される放射線の照射範囲に、放射線を遮蔽する可動コリメータ（遮蔽部）２０２の位置を制御する。被写体の位置又はサイズに基づいて、被写体の輪郭から所定の距離まで放射線の照射範囲を制限するために、放射線を遮蔽する可動コリメータ（遮蔽部）２０２の位置を制御する。また、制御手段２０７は、コンソールＰＣ１０６の入力手段２１０から撮影に関する条件を受け取り、各種制御に用いる。

記憶手段２０８は、撮像パネル２０３から各撮影角度の２Ｄ画像データを受け取り、撮影が終了するまでデータを溜めた後、画像処理手段２０９へ送信する。再構成演算が逐次再構成の場合は、各撮影角度の２Ｄ画像データが送信され次第、記憶手段２０８は、画像処理手段２０９へデータを順次送信する。画像処理手段２０９は、撮影角度情報を制御部１０５から受け取り、各撮影角度における２Ｄ画像データを記憶手段２０８から受け取る。画像処理手段２０９は、撮影角度情報と２Ｄ画像データに基づいて再構成演算を行い、３Ｄ画像データを生成する。

コンソールＰＣ１０６は、入力手段２１０と出力手段２１１を有する。入力手段２１０は、ユーザーからの入力により各種撮影条件を取得する。出力手段２１１は、画像処理手段２０９から送信された３Ｄ画像データを、ビューアーソフトを通じてユーザーに対して表示する。

次に、図５を用いて、本実施形態に係る放射線撮影装置１００の処理の流れを説明する。まず、ステップＳ３０１において、放射線撮影装置１００に電源が投入され、処理が開始される。具体的には、放射線管球２０１、可動コリメータ２０２、放射線撮影部１０２、被写体測定手段２０５、被写体保持手段２０６の駆動系、制御手段２０７、及びコンソールＰＣ１０６に電源が投入される。

このとき、放射線管球２０１は、制御手段２０７との通信チェック、回転陽極の作動チェック、管電圧のチェック、及び管電流のチェックを行う。可動コリメータ２０２は、駆動系の動作確認と可動範囲に遮蔽部材２８０，２８１を動かせるかどうかの動作確認を行う。放射線撮影部１０２内の制御基板２０４は、制御手段２０７との通信チェックを行った後、立ち上がり時の準備駆動を開始し、撮像パネル２０３の出力特性が安定するまで準備駆動を継続させる。一定時間経過後、制御基板２０４は、制御部１０５に対して撮影可能のステータス信号を送信する。

被写体測定手段２０５は、制御手段２０７との通信チェックを行った後、放射線管球２０１のシャッターを閉めた状態でダーク撮影を行い、規定の出力が出ているかどうかを確認する。また、回転フレームが準備動作として放射線撮影装置１００の起動時に回転する場合、被写体測定手段２０５が回転フレームの所定の回転角度で可視光画像を撮影する。そして、被写体測定手段２０５が画像データを制御手段２０７に送信して、回転フレームの正常動作の確認と放射線撮影装置１００の撮影範囲に異物が配置されていないかを確認してもよい。

被写体保持手段２０６は、制御手段２０７との通信チェックを行った後、駆動系により予め設定されたデフォルト位置まで移動する。制御手段２０７は、放射線管球２０１、可動コリメータ２０２、撮像パネル２０３、制御基板２０４、被写体測定手段２０５、被写体保持手段２０６、及びコンソールＰＣ１０６との間で通信チェックを行う。その後、制御手段２０７は、回転フレームを回転させ、回転フレームが正常に回転できること、及び回転フレームの回転を干渉するものがないことをチェックする。

この場合、被写体測定手段２０５である可視光カメラ又は別の可視光カメラが放射線撮影装置１００内部を撮影した可視光画像から装置内の干渉物の存在をチェックしてもよい。

その後、回転フレームが予め設定されたデフォルト位置に移動する。コンソールＰＣ１０６は、コントロールアプリケーションを起動させた後、制御手段２０７との通信チェックを行う。

ステップＳ３０２において、被写体である乳房の設置及び位置合わせが行われる。図４に示すように、患者を放射線撮影装置１００の開口部の前に誘導し、乳房が開口部から装置内に挿入される。開口部から装置内に挿入された乳房は、半円筒状の断面を持つ被写体保持手段２０６上に設置される。この時、被写体保持手段２０６を患者の乳房位置に合わせるために、放射線撮影装置１００の操作パネルから、被写体保持手段２０６の位置が調整されてもよい。乳房及び胸壁の関心領域が撮影領域内に適切に収まるように乳房の位置が調整される。

ステップＳ３０３において、放射線撮影に先立ち、設置された乳房に最適な照射範囲を設定するため、被写体測定手段２０５がステップＳ３０２で設置された乳房を撮影し、乳房の位置及びサイズを測定する。図４のように、放射線管球２０１が上部に来る場合（撮影角度：０°）、下部に来る場合（撮影角度：１８０°）、及び左右に来る場合（撮影角度：±９０°）の計４つの撮影角度を含むように、回転フレームを３６０°回転させて静止画又は動画像を撮影する。

図６は、撮影角度０°、１８０°、及び±９０°における可視光カメラの画像例を示す図である。放射線管球２０１から見たときに、撮影角度０°では、乳房は回転軸より遠くに配置されており、被写体測定手段２０５である可視光カメラが撮影した乳房のサイズは、乳房が回転軸に配置される場合に比べて小さくなる。一方、撮影角度１８０°では、乳房は回転軸より近くに配置されており、被写体測定手段２０５である可視光カメラが撮影した乳房のサイズは、乳房が回転軸に配置される場合に比べて大きくなる。

図７を用いて、可動コリメータ２０２の開閉による照射範囲の調整について説明する。図７（ａ）に示すように、放射線が照射される放射線管球２０１の焦点から放射線撮影部１０２までの距離Ｄ、放射線撮影部１０２のサイズＬ_ｄ、放射線が照射される放射線管球２０１の焦点から可動コリメータ２０２までの距離ｆ、及び放射線撮影部１０２のサイズＬ_ｄを照射範囲とする遮蔽部材２８１の開口サイズＣ_ｄは、既知である。

なお、制御手段２０７は、放射線撮影部１０２（撮像パネル２０３）において所定の基準照射範囲を設定し、放射線撮影部１０２のサイズＬ_ｄは、可動コリメータ２０２の可動方向（遮蔽方向）における基準照射範囲の長さであればよい。開口サイズＣ_ｄは、基準照射範囲に放射線を制限する可動コリメータ（遮蔽部）２０２の位置から算出される。

基準照射範囲の長さは、放射線撮影部１０２（撮像パネル２０３）上に配置されたマーカーであって、被写体測定手段２０５により認識可能なマーカー間の長さであってもよい。この場合、開口サイズＣ_ｄは、マーカー間を照射範囲とする遮蔽部材２８１の開口サイズとなる。この場合、式（１）が成り立つ。

Ｄ：Ｌ_ｄ＝ｆ：Ｃ_ｄ ・・・・・（１）

また、放射線管球２０１と放射線撮影部１０２は、回転フレームに固定されているため、距離Ｄ及びサイズＬ_ｄは固定値である。したがって、被写体測定手段２０５である可視光カメラが撮影した画像において、放射線撮影部１０２のサイズＬ_Ｄは、回転フレームの撮影角度にかかわらず一定となる。

図７（ｂ）に示すように、被写体保持手段２０６に乳房を設置する。乳房サイズをＬ_ｍとし、被写体測定手段２０５である可視光カメラが撮影した画像における乳房サイズをＬ_Ｍとする。また、乳房サイズＬ_ｍを照射範囲とする遮蔽部材２８１の開口サイズをｃとする。つまり、遮蔽部材２８１の開口サイズをｃとすれば、乳房サイズＬ_ｍの乳房を撮影することができ、遮蔽部材２８１の開口サイズを最小限にすることができる。

図８に示すように、乳房サイズＬ_Ｍは、例えば、画像の出力値を予め決められた閾値で二値化し、乳房の輪郭を特定することにより算出されてもよいし、他の方法により算出されてもよい。ユーザーが意図する所定の乳房の輪郭が収まる最小開口サイズによる照射範囲のエッジが照射範囲エッジとなる。

被写体測定手段２０５である可視光カメラが撮影した画像内の乳房サイズＬ_Ｍから可動コリメータ２０２の開口サイズｃを決定する。式（２）により、画像内の放射線撮影部１０２のサイズＬ_Ｄ、放射線撮影部１０２の外形を照射範囲サイズとする遮蔽部材２８１の開口サイズＣ_ｄから、開口サイズｃが算出される。

ｃ＝Ｌ_Ｍ／Ｌ_Ｄ×Ｃ_ｄ ・・・・・（２）

画像内の放射線撮影部１０２のサイズＬ_Ｄは、可動コリメータ２０２の遮蔽方向における画像内の基準照射範囲の長さであればよい。画像内の乳房サイズＬ_Ｍは、可動コリメータ２０２の遮蔽方向における画像内の被写体の長さであればよい。

制御手段２０７は、基準照射範囲に放射線を遮蔽する可動コリメータ２０２の位置、可動コリメータ２０２の遮蔽方向における画像内の基準照射範囲の長さＬ_Ｄ、及び可動コリメータ２０２の遮蔽方向における画像内の被写体の長さＬ_Ｍに基づいて、開口サイズｃを算出する。

式（２）のように、制御手段２０７は、画像内の被写体の長さＬ_Ｍを、画像内の基準照射範囲の長さＬ_Ｄで除算し、基準照射範囲に対応する可動コリメータ２０２の遮蔽方向の変位Ｃ_ｄを積算する。これにより、被写体の輪郭から所定の距離まで放射線の照射範囲を制限する可動コリメータ２０２の位置が算出される。

また、乳房サイズＬ_Ｍが回転フレームの撮影角度に依存するため、開口サイズｃは回転フレームの撮影角度に依存する。この場合、回転フレームの撮影角度に応じて開口サイズｃを変化させてもよいし、回転フレームの撮影角度による開口サイズｃの最大値ｃ_ｍａｘに開口サイズを固定してもよい。制御手段２０７は、所定の撮影角度から撮影された画像に基づいて、撮影角度から撮影される放射線画像において、被写体の輪郭から所定の距離まで放射線の照射範囲を制限する。

上記は、遮蔽方向がＺ軸方向（回転フレームの回転軸方向）である場合の説明であるが、同様に、Ｘ−Ｙ軸方向の可動コリメータ２０２の開口サイズを算出することができる。また、可動コリメータ２０２が複数の方向に開口可能であれば、それぞれの開口方向における開口サイズを算出することができる。

また、対向する遮蔽部材（遮蔽部材２８０−１，２８０−２と遮蔽部材２８１−１，２８１−２）が反対方向に同時に等距離移動する場合は、可動コリメータ２０２の開口サイズの中心（開口中心）を乳房中心に合致させてもよい。

例えば、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、Ｘ−Ｙ軸方向で同時に撮影中心から等距離移動する遮蔽部材２８０−１，２８０−２の開口サイズを調整する場合、回転フレームの撮影角度に応じて乳房中心が変化する。この場合、可動コリメータ２０２の開口サイズに加えて、可動コリメータ２０２の開口中心も調整する。

制御手段２０７は、被写体測定手段２０５の画像における被写体の乳房中心（基準位置）が画像の撮影角度に応じて変化する場合、基準位置の変位に応じて、可動コリメータ２０２の位置を調整する。

被写体測定手段２０５である可視光カメラが撮影した画像における撮影中心と乳房中心との変位をＧとすると、可動コリメータ２０２の開口中心は、式（３）に従って、変位Ｇを修正する方向にΔｃ移動すればよい。

Δｃ＝Ｇ／Ｌ_Ｄ×Ｃ_ｄ

このように、制御手段２０７は、基準位置の遮蔽方向の変位Ｇを、画像内の基準照射範囲の長さＬ_Ｄで除算し、基準照射範囲に対応する可動コリメータ２０２の遮蔽方向の変位Ｃ_ｄを積算する。これにより、制御手段２０７は、修正値Δｃを算出し、被写体の輪郭から所定の距離まで放射線の照射範囲を制限する可動コリメータ２０２の位置を調整する。

なお、乳房中心は、可視光カメラが撮影した画像における照射範囲エッジの中心線である。変位Ｇ及び修正値Δｃは回転フレームの撮影角度に依存する。この場合、回転フレームの撮影角度に応じてΔｃを変化させてもよいし、回転フレームの撮影角度による開口サイズｃの最大値ｃ_ｍａｘに開口サイズを固定してもよい。

制御手段２０７は、設定された撮影角度になるように回転フレームを回転させる。その間、被写体測定手段２０５は、各撮影角度の開口サイズｃ及び修正値Δｃを演算し、その結果を制御手段２０７へ送信する。

ステップＳ３０４において、制御手段２０７は、被写体測定手段２０５から各撮影角度の可動コリメータ２０２の開口サイズｃのデータを受け取る。制御手段２０７は、開口サイズｃのデータに基づいて、放射線画像の撮影中に最適な開口サイズのデータを送信し、可動コリメータ２０２の開口サイズを制御する。

ステップＳ３０５において、制御手段２０７は、ユーザーから入力手段２１０を介して送信された撮影条件に基づいて放射線撮影を行う。放射線管球２０１から設定された撮影条件で放射線を照射し、放射線撮影部１０２で被写体の２Ｄ画像データを撮影する。

撮像パネル２０３は、撮影した２Ｄ画像データを記憶手段２０８に逐次送信する。記憶手段２０８は、撮像パネル２０３から受け取った２Ｄ画像データを保存する。再構成演算が逐次再構成の場合には、２Ｄ画像データを受け取り次第、画像処理手段２０９へデータを逐次送信する。このフローは、設定されたすべての撮影角度の撮影が終了するまで続けられる。

ステップＳ３０６において、制御手段２０７は、設定されたすべての撮影角度で放射線撮影が行われたか否かをチェックする。設定されたすべての撮影角度で放射線撮影が行われていない場合は、撮影を継続する。設定されたすべての撮影角度で放射線撮影が行われた場合は、制御手段２０７はステップＳ３０７への遷移を決定する。

ステップＳ３０７において、制御手段２０７は放射線撮影を停止する。ステップＳ３０８において、記憶手段２０８は、設定された撮影角度の２Ｄ画像データを画像処理手段２０９へ送信する。再構成演算が逐次再構成の場合は、記憶手段２０８は、画像処理手段２０９へのデータ送信を撮影中に逐次実行する。

ステップＳ３０９において、画像処理手段２０９は、再構成演算を行い、２Ｄ画像データから３Ｄ画像データを演算する。特に再構成演算の方法については限定されない。

ステップＳ３１０において、出力手段２１１は、画像処理手段２０９から受け取った３Ｄ画像データをコンソールＰＣ１０６の操作画面上に表示する。ユーザーは、ビューアーであるソフトウェアを使用して、３Ｄ画像データを確認し、意図した画像が得られているかどうかを確認する。意図した画像が得られていない場合は、ステップＳ３０２に遷移する。意図した画像が得られている場合は、ユーザーは、入力手段２１０を介して、３Ｄ画像データをＰＡＣＳに転送するなどの画像保存を行った後、ステップＳ３１１に遷移し、撮影を終了する。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

例えば、上記の実施形態では、被写体測定手段２０５が、放射線管球２０１の側面に取り付けられており、放射線撮影部１０２及び放射線管球２０１とともに、回転フレームにより回転する。この他、被写体測定手段２０５は、上記の回転フレームと独立に回転する独立回転フレーム（撮影回転部）により回転してもよい。独立回転フレーム（撮影回転部）は、被写体測定手段２０５を撮影範囲の周りで回転させる。

この場合、被写体測定手段２０５は、放射線管球２０１付近ではなく、放射線管球２０１と放射線撮影部１０２を結ぶ直線の撮影角度とは異なる撮影角度から撮影することができる。したがって、放射線撮影の前に独立回転フレームを設定された撮影角度に回転させ、被写体測定手段２０５が被写体情報を測定することができる。

また、独立回転フレームが回転フレームよりも一定の時間、位相、又は角度先行して回転し、放射線撮影時に放射線管球２０１と放射線撮影部１０２を有する回転フレームが独立回転フレームを追従して回転してもよい。

独立回転フレームは、回転フレームに先行して回転し、被写体測定手段２０５は、所定の撮影角度から画像を撮影し、放射線管球２０１は、画像に基づいて制限された照射範囲に、撮影角度から放射線を照射する。これにより、制御手段２０７は、被写体測定手段２０５が測定した被写体情報に基づいて、放射線画像の各撮影角度の可動コリメータ２０２の最適な開口サイズを逐次算出することができる。

また、同じ患者に対して複数回の放射線撮影を行う場合は、前回撮影時の各撮影角度の被写体情報を用いて、各撮影角度の可動コリメータ２０２の最適な開口サイズを算出し、放射線撮影を行ってもよい。

本発明は、上記の実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、システム又は装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出すことにより実行されてもよい。また、本発明は、システム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能であり、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００ 放射線撮影装置
１０１ 放射線発生部（照射部）
１０２ 放射線撮影部（検出部）
１０３ 被写体測定部
１０４ 被写体保持部
１０５ 制御部
１０６ コンソールＰＣ
２０１ 放射線管球（照射部）
２０２ 可動コリメータ
２０３ 撮像パネル（検出部）
２０４ 制御基板
２０５ 被写体測定手段
２０６ 被写体保持手段
２０７ 制御手段
２０８ 記憶手段
２０９ 画像処理手段
２１０ 入力手段
２１１ 出力手段
２８０，２８１ 遮蔽部材

Claims (15)

1. 照射手段から照射された放射線を検出する検出手段と、
   前記照射手段と前記検出手段とを前記被写体の周りで回転させ、前記放射線に基づく被写体の画像を撮影する撮影手段と、
   前記画像における前記被写体の輪郭によって特定される前記放射線の照射範囲に、前記放射線を遮蔽する遮蔽手段の位置を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記制御手段は、
   前記検出手段において所定の基準照射範囲を設定し、
   前記基準照射範囲に前記放射線を遮蔽する前記遮蔽手段の位置、前記遮蔽手段の遮蔽方向における前記画像内の前記基準照射範囲の長さ、及び前記遮蔽方向における前記画像内の前記被写体の長さに基づいて、前記遮蔽手段の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記制御手段は、前記画像内の前記被写体の長さを、前記画像内の前記基準照射範囲の長さで除算し、前記基準照射範囲に対応する前記遮蔽手段の前記遮蔽方向の変位を積算することにより、前記被写体の輪郭から所定の距離まで前記放射線の照射範囲を制限する前記遮蔽手段の位置を算出することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記制御手段は、所定の撮影角度から撮影された前記画像に基づいて、前記撮影角度から撮影される放射線画像において、前記被写体の輪郭から所定の距離まで前記放射線の照射範囲を制限することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
5. 前記制御手段は、前記画像における前記被写体の基準位置が前記画像の撮影角度に応じて変化する場合、前記基準位置の変位に応じて、前記遮蔽手段の位置を調整することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
6. 前記制御手段は、前記基準位置の前記遮蔽方向の変位を、前記画像内の前記基準照射範囲の長さで除算し、前記基準照射範囲に対応する前記遮蔽手段の前記遮蔽方向の変位を積算することにより、前記被写体の輪郭から所定の距離まで前記放射線の照射範囲を制限する前記遮蔽手段の位置を調整することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
7. 前記撮影手段は、放射線によらずに前記被写体の画像を撮影することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
8. 前記遮蔽手段は、前記放射線を遮蔽する遮蔽部材を遮蔽方向に開閉することにより、前記放射線を遮蔽することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
9. 照射手段から照射された放射線を検出する検出手段と、
   前記照射手段と前記検出手段とを前記被写体の周りで回転させ、前記放射線に基づく被写体の画像を撮影する撮影手段と、
   前記被写体の位置又はサイズを測定する測定手段と、
   前記被写体の位置又はサイズに基づいて、前記放射線を遮蔽する遮蔽手段の位置を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
10. 放射線を照射する照射手段と、
    前記照射手段から照射された前記放射線を検出する検出手段と、
    前記照射手段と前記検出手段とを前記被写体の周りで回転させ、前記放射線に基づく被写体の画像を撮影する撮影手段と、
    前記画像における前記被写体の輪郭によって特定される前記放射線の照射範囲に、前記放射線を遮蔽する遮蔽手段の位置を制御する制御手段と、
    を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
11. 前記撮影手段は、前記照射手段と前記検出手段とを前記被写体の周りで回転させる回転手段に設置されていることを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮影システム。
12. 前記撮影手段を前記被写体の周りで回転させる撮影回転手段を備えることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の放射線撮影システム。
13. 前記撮影回転手段は、前記回転手段に先行して回転し、
    前記撮影手段は、前記撮影角度から前記画像を撮影し、
    前記照射手段は、前記画像に基づいて遮蔽された前記照射範囲に、前記撮影角度から前記放射線を照射することを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮影システム。
14. 照射手段から照射された放射線を検出する工程と、
    前記放射線を検出する前記検出手段と前記照射手段とを前記被写体の周りで回転させ、前記放射線に基づく被写体の画像を撮影する工程と、
    前記画像における前記被写体の輪郭によって特定される前記放射線の照射範囲に、前記放射線を遮蔽する遮蔽手段の位置を制御する工程と、
    を備えることを特徴とする放射線撮影方法。
15. コンピュータを請求項１乃至９の何れか１項に記載の放射線撮影装置の各手段として機能させるためのプログラム。