JP2019047960A - 乳房撮影装置、線量計算装置、乳房撮影装置の制御方法、線量計算方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被写体の乳房の断層画像を撮影する乳房撮影装置は、断層画像を撮影した際の撮影条件を取得する取得部と、被写体の乳房について、特定の組織を含む乳房モデルを作成する作成部と、撮影条件と乳房モデルを用いた放射線撮影のシミュレーションにより、特定の組織において吸収される放射線の線量を計算する計算部と、を備える。
【選択図】図1
Description
被写体の乳房の断層画像を撮影する乳房撮影装置であって、
前記断層画像を撮影した際の撮影条件を取得する取得手段と、
前記被写体の乳房について、特定の組織を含む乳房モデルを作成する作成手段と、
前記撮影条件と前記乳房モデルを用いた放射線撮影のシミュレーションにより、前記特定の組織において吸収される放射線の線量を計算する計算手段と、を備える。
第1実施形態では、被写体の乳房の断層画像を撮影する乳房撮影装置(以下、乳房断層撮影装置100)にについて図1から図9、図17を用いて説明する。
第1実施形態では、ステップS156にて、乳腺線量出力部106は、乳腺線量をディスプレイに表示、データとして保存、画像データと共に保存等としたが、これに限られるものではない。例えば、乳腺線量計算部105により計算された乳腺線量(乳腺に吸収されたエネルギー)の分布を断層画像に重畳して表示するようにしてもよい。図11(a)は冠状面に対して、変形例1−1を適用した例を示す。図11(a)では、乳腺の領域のうち、黒色が濃い所ほど乳腺に吸収されたエネルギー量が多い事を示している。このように表示する事で、乳腺領域内の箇所ごとに乳腺線量の大小を確認する事が可能となる。なお、この表示を行うためには、乳腺に分類されたボクセルごとに、または乳腺の領域を分割した部分領域ごとに吸収線量を計算する必要がある。
第1実施形態では、乳房全体の領域から乳腺線量を算出したが、これに限られるものではなく、被写体乳房の一部の領域から乳腺線量を算出するようにしてもよい。図10(a)は変形例1−2を適用した乳腺線量計算部105の構成図である。上記実施形態と異なり、除外領域指定部1006が追加されている。乳腺線量計算部105は、乳房モデルから除外領域指定部1006により指定された部分を除外して乳腺線量を計算する。
第2実施形態における乳房断層撮影装置の構成、基本的な動作は第1実施形態と同様である。以下、第2実施形態による乳房モデルの作成方法および、それを用いた乳腺線量の算出方法について、主として第1実施形態と異なる点について述べる。第2実施形態では、乳房モデル作成部102は、断層画像を縮小してボクセル数が小ない乳房モデルを作成する。また、乳房モデル作成部102は、ボクセル値に基づいて乳腺と脂肪の混合物に分類されたボクセルを用いて乳腺の三次元モデルを作成する。例えば、第2実施形態では、乳房モデル作成部102は、乳房全体を乳腺と脂肪の混合物として扱い、ボクセルごとに乳腺密度(たとえば、乳腺と脂肪の比率により算出される)を算出し、乳腺と脂肪の混合物として乳房モデルを作成する。乳腺線量計算部105は、作成した乳房モデルに基づいて第1実施形態と同様のシミュレーションを行い、乳腺密度に基づいた計算を行う事で乳腺線量を算出する。すなわち、乳房モデルを構成するボクセルにおける放射線の吸収線量と、ボクセル値に基づいて決定される乳腺と脂肪の比率である乳腺密度とに基づいて、ボクセルごとの乳腺の吸収線量を計算する。第2実施形態では、乳房モデルを縮小する事でシミュレーションにかかる計算時間を短縮する事が可能となる。
第2実施形態では物質情報変換部203で計算する乳腺密度の刻み幅に制限を設けていなかったが、刻み幅を設定する事も可能である。変形例2−1では乳腺密度の刻み幅を10%(0.1)に設定した場合を説明する。物質情報変換部203は放射線のエネルギーおよび画素値に応じて乳腺密度を決定する。乳腺密度は10%刻みであるため対象ボクセルの画素値がどの乳腺密度の値に最も近いかで乳腺密度を決定する。このように乳腺密度を予め定められた刻み幅を用いて設定しておくと、乳腺吸収エネルギー計算部802は、乳腺密度ごとに乳腺に吸収されたエネルギーをカウントし、乳腺密度ごとに集計する事が可能となる。図15はカウントされた結果の例を示す図である。図15では、光子のエネルギーが10keV刻みで、乳腺密度が10%刻みの場合のカウント結果の例が示されている。
第2実施形態では乳房モデルを作成する際にボクセルを縮小させる方法を用いたが、領域ごとに区分する事も可能である。変形例2−2では、乳房モデル作成部102は、乳房モデルを複数の部分領域に分割し、複数の部分領域のそれぞれのボクセル値の平均値に基づいて、乳腺密度(例えば乳腺と脂肪の比率)を決定する。そして、乳腺線量計算部105は、部分領域ごとの放射線の吸収線量と、部分領域ごとの乳腺密度とに基づいて、部分領域ごとの乳腺の吸収線量を計算する。図16(a)は乳房モデルを7つの部分領域に分割した例であり、図16(b)は乳房モデルを乳頭から胸壁方向に4つの部分領域に分割した例である。図16(a)の例では、まず乳頭胸壁方向の長さを3等分して3つの領域を作り、そのうち胸壁側の二つの領域をそれぞれ頭尾方向に2分割することで、部分領域1601〜1607を生成している。また、図16(b)の例では、乳頭胸壁方向の長さを4等分することで、部分領域1611〜1614の4つの領域に分割している。
本第2実施形態では縮小した断層画像に対して乳腺密度を計算したが、縮小していない断層画像に対しても画素値から乳腺密度を計算して乳房モデルを作成する事も可能である。
上記の第1、第2実施形態では、乳腺の線量を計算し出力したが、同様のシミュレーションを用いて、他の組織における吸収線量、例えば入射皮膚線量を計算し出力する事も可能である。この場合、乳房モデル作成部は、特定の組織の領域の三次元モデルとして皮膚の領域の三次元モデルを含む乳房モデルを作成する。そして、三次元モデルと撮影条件に基づいて放射線撮影のシミュレーションを行う。このシミュレーションにより、皮膚に吸収されたエネルギーをカウントする事によって、空気カーマに対してどの程度の放射線が皮膚に吸収されるかを示した皮膚吸収線量係数を計算する。こうして得られた皮膚吸収線量係数を実測した空気カーマに乗じる事によって皮膚線量が計算され得る。
また、第1、第2実施形態では乳房撮影装置を説明したがこれに限られるものではない。被写体の所定の部位における特定の組織の吸収線量を計算する線量計算装置(例えば、乳房断層撮影装置に組み込まれて、乳腺線量または皮膚線量を計算する装置)として提供されてもよい。この場合、線量計算装置は、被写体の断層画像と、断層画像を撮影した際の撮影条件を記憶部1710から取得する。線量計算装置は、断層画像に基づいて被写体の特定の組織の三次元領域と特定の組織以外の三次元領域とが区別された三次元モデルを作成する。線量計算装置は、取得した撮影条件と作成した三次元モデルに基づいて、特定の組織に吸収される放射線の線量を算出する。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、その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る。また、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。
Claims (23)
- 被写体の乳房の断層画像を撮影する乳房撮影装置であって、
前記断層画像を撮影した際の撮影条件を取得する取得手段と、
前記被写体の乳房について、特定の組織を含む乳房モデルを作成する作成手段と、
前記撮影条件と前記乳房モデルを用いた放射線撮影のシミュレーションにより、前記特定の組織において吸収される放射線の線量を計算する計算手段と、を備えることを特徴とする乳房撮影装置。 - 前記特定の組織は乳腺であり、前記計算手段は、乳腺線量を計算することを特徴とする請求項1に記載の乳房撮影装置。
- 前記計算手段は、空気カーマを平均乳腺線量に変換する乳腺線量係数を算出することを特徴とする請求項2に記載の乳房撮影装置。
- 前記作成手段は、前記断層画像に基づく三次元断層像を構成するボクセルのうちの、ボクセル値に基づいて乳腺に分類されたボクセルにより、前記特定の組織の三次元モデルを作成することを特徴とする請求項2または3に記載の乳房撮影装置。
- 前記作成手段は、乳房内のボクセルをボクセル値に基づいて乳腺と脂肪のいずれかに分類することを特徴とする請求項4に記載の乳房撮影装置。
- 前記作成手段は、ボクセルを乳腺、脂肪、皮膚、インプラント、石灰化のいずれかに分類することを特徴とする請求項4に記載の乳房撮影装置。
- 前記作成手段は、ボクセル値に基づいて乳腺と脂肪の混合物に分類されたボクセルを用いて前記乳房モデルを作成し、
前記計算手段は、前記乳房モデルを構成するボクセルにおける放射線の吸収線量と、ボクセル値に基づいて決定される乳腺密度とに基づいて、ボクセルごとの乳腺の吸収線量を計算する、ことを特徴とする請求項2または3に記載の乳房撮影装置。 - 前記作成手段は、前記乳房モデルを複数の部分領域に分割し、前記複数の部分領域の部分領域ごとのボクセル値の平均値に基づいて乳腺密度を決定し、
前記計算手段は、前記部分領域ごとの放射線の吸収線量と、前記部分領域ごとの前記乳腺密度とに基づいて、前記部分領域ごとの乳腺の吸収線量を計算する、ことを特徴とする請求項2または3に記載の乳房撮影装置。 - 前記作成手段は、前記乳腺密度を予め定められた刻み幅を用いて設定することを特徴とする請求項7または8に記載の乳房撮影装置。
- 前記作成手段は、前記断層画像を縮小した後のボクセルの値に基づいて、乳腺と脂肪の混合物を含む乳房モデルを作成することを特徴とする請求項2乃至9のいずれか1項に記載の乳房撮影装置。
- 前記計算手段により計算された乳腺線量の分布を前記断層画像に重畳して表示する出力手段をさらに備えることを特徴とする請求項2乃至10のいずれか1項に記載の乳房撮影装置。
- 前記複数の部分領域の領域ごとの乳腺線量を出力する出力手段をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の乳房撮影装置。
- 前記計算手段は、乳腺密度ごとに乳腺に吸収されたエネルギーをカウントすることを特徴とする請求項7に記載の乳房撮影装置。
- 前記計算手段は、前記乳腺線量係数と面積線量計で得られた線量値から平均乳腺線量を計算することを特徴とする請求項3に記載の乳房撮影装置。
- 前記計算手段は、乳房モデルから指定された部分を除外して前記乳腺線量を計算することを特徴とする請求項2乃至14のいずれか1項に記載の乳房撮影装置。
- 前記特定の組織は皮膚であることを特徴とする請求項1に記載の乳房撮影装置。
- 前記計算手段は、前記乳房モデルと前記撮影条件に基づいて放射線撮影のシミュレーションを行うことにより、空気カーマに対して皮膚に吸収される放射線量の率を示す皮膚吸収線量係数を算出することを特徴とする請求項16に記載の乳房撮影装置。
- 前記部分領域ごとの乳腺密度に応じて乳腺構成の分類を行う分類手段をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の乳房撮影装置。
- 前記計算手段は、乳房の断層撮影時のプロジェクション数よりも少ないプロジェクション数でシミュレーションをすることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の乳房撮影装置。
- 被写体の断層画像と、前記断層画像を撮影した際の撮影条件を取得する取得手段と、
前記被写体の特定の組織の三次元領域と前記特定の組織以外の三次元領域とが区別された三次元モデルを作成する作成手段と、
前記撮影条件と前記三次元モデルに基づいて、前記特定の組織に吸収される放射線の線量を算出する計算手段と、を備えることを特徴とする線量計算装置。 - 被写体の乳房の断層画像を撮影する乳房撮影装置の制御方法であって、
前記断層画像を撮影した際の撮影条件を取得する取得工程と、
前記被写体の乳房について、特定の組織の三次元モデルを含む乳房モデルを作成する作成工程と、
前記撮影条件と前記乳房モデルを用いた放射線撮影のシミュレーションにより、前記特定の組織において吸収される放射線の線量を計算する計算工程と、を備えることを特徴とする乳房撮影装置の制御方法。 - 被写体の断層画像と、前記断層画像を撮影した際の撮影条件を取得する取得工程と、
前記被写体の特定の組織の三次元領域と前記特定の組織以外の三次元領域とが区別された三次元モデルを作成する作成工程と、
前記撮影条件と前記三次元モデルに基づいて、前記特定の組織に吸収される放射線の線量を算出する算出工程と、を備えることを特徴とする線量計算方法。 - 請求項21または22に記載された制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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- 2017-09-11 JP JP2017174246A patent/JP7022543B2/ja active Active
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2018
- 2018-09-05 US US16/122,167 patent/US20190076108A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
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