JP6425906B2 - 医用画像診断装置及び医用画像処理装置 - Google Patents
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Description
[構成]
図1は、実施形態の医用画像診断装置の構成を表すブロック図である。この医用画像診断装置は、撮影部1と、データ処理部2と、表示制御部3と、表示部4と、データ記憶部5と、システム制御部6と、操作部7とを有する。なお、ここでは、実施形態の医用画像診断装置の一例として、被検体Eが乳房であるマンモグラフィ装置の構成を説明する。
撮影部1は、被検体Eに放射線を照射し、被検体Eを透過した放射線を検出する。撮影部1は、支持台101と、圧迫板102と、圧迫板制御部103と、X線管球104と、線質フィルタ105と、X線絞り106と、アーム107と、高電圧発生部108と、高電圧制御部109と、線質フィルタ制御部110と、絞り制御部111と、アーム制御部112と、X線検出部113と、データ収集部114とを有する。
支持台101は、載置された被検体Eを支持する。支持台101の後段(−Z軸方向)には、X線検出部113が設けられる。
圧迫板102は、支持台101に対向して設けられる。圧迫板102は、支持台101に対して接近または離反する方向(+Z軸方向または−Z軸方向)に移動可能に構成される。圧迫板102は、圧迫板制御部103による制御に基づいて移動する。それにより、圧迫板102は、被検体Eを圧迫する。
圧迫板制御部103は、システム制御部6による制御に基づいて、圧迫板102の移動を制御する。それにより、圧迫された被検体Eの厚みが制御される。
X線管球104は、高電圧発生部108から高電圧(管電圧)の印加とフィラメント電流(管電流)の供給とを受けて、X線を発生する。
線質フィルタ105は、線質フィルタ制御部110による制御に基づいて選択される。選択された線質フィルタ105は、X線管球104が発生したX線のうち、所定のエネルギー強度のX線を選択的に透過する。それにより、撮影に応じたエネルギースペクトルのX線が被検体Eに照射される。
X線絞り106は、スリット(開口)を形成し、このスリットのサイズ及び形状を変えることにより、線質フィルタ105を透過したX線の照射野を調整する。
アーム107は、アーム制御部112による制御に基づいて、X線管球104を被検体Eに対して移動させる。図2は、X線管球104の移動の概略を表す模式図である。アーム107は、X線検出部113の鉛直方向(+Z軸方向)に対して片側に角度α傾いた位置(開始位置)から、開始位置から反対側に角度α傾いた位置へX線管球104を回動方向βに沿って移動させる。
高電圧発生部108は、高電圧制御部109による制御に基づいて、X線管球104に高電圧(管電圧)の印加とフィラメント電流の供給(管電流)とを行う。
高電圧制御部109は、システム制御部6による管電圧条件及び管電流条件に基づいて、管電圧及び管電流を制御する。
線質フィルタ制御部110は、システム制御部6による線質条件に基づいて、撮影に応じた線質フィルタ105を選択する。
絞り制御部111は、システム制御部6による制御に基づいて、X線絞り106を制御して撮影に応じた照射野を調整する。
アーム制御部112は、システム制御部6による制御に基づいて、アーム107を回動させる。アーム制御部112は、角度αを表す制御情報をシステム制御部6から受け、該制御情報に基づいてアーム107を回動させる。角度αの値は、例えば「15度」「20度」など、予め定められる。
X線検出部113は、入射したX線を検出する。該X線には、被検体Eを透過したX線が含まれる。X線検出部113は、一例として直接変換型または間接変換型の平面検出器によって構成される。平面検出器は、入射したX線を電気信号に変換し、該電気信号をデータ収集部114へ出力する。
データ収集部114は、X線検出部113からの電気信号をA/D変換する。データ収集部114は、変換したデジタル信号を検出データとしてデータ処理部2へ出力する。
データ処理部2は、データ収集部114からの検出データに基づいて、被検体Eの複数の断層画像を含む3次元画像データを生成する。図3は、データ処理部2の構成を表すブロック図である。データ処理部2は、再構成部21と、画像生成部22と、設定部23と、画像検出部24とを有する。
再構成部21は、検出データにシフト加算処理等の再構成処理を施して、例えば被検体Eの厚み方向に直交する面(XY平面)を断面とする断層画像を複数生成する。さらに再構成部21は、これら断層画像を積層して3次元画像データ(トモシンセシス画像データ)を生成する。再構成部21は、生成した3次元画像データをデータ記憶部5へ出力する。なお、再構成部21は、生成した3次元画像データを画像生成部22へ出力してもよい。
画像生成部22は、3次元画像データを所定方向に投影して、2次元画像を生成する。画像生成部22は、データ記憶部5から3次元画像データを読み出す。なお、画像生成部22は再構成部21から3次元画像データを受けてもよい。
設定部23は、2次元画像に対し、関心領域を設定する。関心領域とは、2次元画像において、病変部を表す画素が含まれた領域である。例えば、設定部23は、表示制御部3により表示部4に表示された2次元画像についての操作情報に基づいて、関心領域を設定する。読影医等の読影者は、この2次元画像を視認しながら、操作部7を用いて、病変部を表す画素を指定する操作を行う。設定部23は、この操作の操作情報を受け、指定された画素の座標を特定する。設定部23は、予め定められた設定範囲を記憶し、特定した座標を中心とした設定範囲の領域を関心領域として設定する。また、読影者は、病変部を表す画素を含む領域を指定する操作を行う場合がある。この場合、設定部23は、この操作の操作情報に表される領域を関心領域として設定する。設定部23は、関心領域の座標を表す関心領域情報をデータ記憶部5へ出力する。なお、設定部23は、関心領域情報を画像検出部24へ出力してもよい。
画像検出部24は、関心領域と関心領域に対応する断層画像ごとの対応領域とに基づいて、関心領域に画素値が類似する対応領域を含む断層画像を3次元画像データから検出する。画像検出部24は、3次元画像データ、2次元画像及び関心領域情報をデータ記憶部5から読み出す。なお、画像検出部24は、再構成部21から3次元画像データを受け、画像生成部22から2次元画像を受け、設定部23から関心領域情報を受けてもよい。
表示制御部3は、画像検出部24により検出された断層画像を表示部4に表示させる。表示制御部3は、データ記憶部5から画像検出部24により検出された断層画像を読み出す。なお、表示制御部3は、断層画像を画像検出部24から受けてもよい。図7は、断層画像の表示例を表す模式図である。断層画像T1は、画像検出部24により検出された断層画像である。対応領域A1は、断層画像T1の対応領域である。2次元画像に対して指定された病変部と同じ2次元座標(XY座標)の画素からなる画素群PG1は、断層画像T1において病変部を表し得る画素群である。
表示部4は、表示制御部3による制御に基づいて、断層画像を表示する。表示部4は、液晶ディスプレイや有機EL(Electro‐Luminescence)ディスプレイなどの表示デバイスにより構成される。
データ記憶部5は、再構成部21による3次元画像データ、画像生成部22による2次元画像、設定部23による関心領域情報、画像検出部24による断層画像を記憶する。データ記憶部5は、HDD(Hard Disc Drive)などの記憶装置によって構成される。
システム制御部6は、医用画像診断装置の各部の機能を制御する。システム制御部6は、CPU(Central Processing Unit)などの処理装置、及びHDDなどの記憶装置を含んで構成される。システム制御部6は、医用画像診断装置の各部の機能を実行するためのコンピュータプログラムを記憶する。システム制御部6は、こられコンピュータプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。
操作部7は、医用画像診断装置に対する各種の指示入力や情報入力に用いられる。操作部7は、キーボード、マウス、フットペダルなどの操作デバイスにより構成される。なお、操作部7は、表示部4に表示されたGUI(Graphical User Interface)を含んでもよい。
図8は、この実施形態の医用画像診断装置の動作を表すフローチャートである。
撮影部1は、被検体Eに放射線を照射し、被検体Eを透過した放射線を検出する。このとき、撮影部1は、X線管球104を移動させながら、被検体Eに対する異なる方向ごとに被検体Eを透過したX線を検出する(トモシンセシス撮影法)。再構成部21は、検出データにシフト加算処理等の再構成処理を施して、被検体Eの厚み方向に直交する面(XY平面)を断面とする断層画像を複数生成する。さらに再構成部21は、これら断層画像を積層して3次元画像データを生成する。再構成部21は、生成した3次元画像データをデータ記憶部5へ出力する。
画像生成部22は、データ記憶部5から3次元画像データを読み出す。画像生成部22は、3次元画像データを所定方向に投影して、2次元画像を生成する。画像生成部22は、生成した2次元画像をデータ記憶部5へ出力する。
設定部23は、生成された2次元画像に対し、関心領域を設定する。例えば、設定部23は、操作部7を介して、読影医等の読影者によりなされた画素を指定する操作の操作情報を受け、指定された画素の座標を特定する。設定部23は、特定した座標を中心とした設定範囲の領域を関心領域として設定する。設定部23は、関心領域の座標を表す関心領域情報をデータ記憶部5へ出力する。
画像検出部24は、3次元画像データ、2次元画像及び関心領域情報をデータ記憶部5から読み出す。画像検出部24は、関心領域の座標と3次元画像データの座標とに基づいて、対応領域を断層画像ごとに特定する。
画像検出部24は、特定した対応領域に基づいて、関心領域における画素値と対応領域における画素値との差分を表す差分画像を断層画像ごとに生成する。
画像検出部24は、差分画像における画素値の標準偏差を差分画像ごとに算出する。画像検出部24は、差分画像に含まれる画素群を母集団とし、放射線の検出値を表す画素値を標本とした標準偏差を算出する。
画像検出部24は、標準偏差が最小の差分画像の断層画像を、関心領域に画素値が類似する対応領域を含む断層画像として検出する。画像検出部24は、検出した断層画像をデータ記憶部5へ出力する。
表示制御部3は、データ記憶部5から画像検出部24により検出された断層画像を読み出す。表示制御部3は、画像検出部24により検出された断層画像を表示部4に表示させる。
この実施形態の医用画像診断装置の効果について説明する。実施形態の医用画像診断装置は、被検体Eに放射線を照射し、被検体Eを透過した放射線を検出することにより、被検体Eの複数の断層画像を含む3次元画像データを生成する医用画像診断装置であって、画像生成部22と、設定部23と、画像検出部24と、表示制御部3とを有する。画像生成部22は、3次元画像データを所定方向に投影して、2次元画像を生成する。設定部23は、2次元画像に対し、関心領域を設定する。画像検出部24は、関心領域と関心領域に対応する断層画像ごとの対応領域とに基づいて、関心領域に画素値が類似する対応領域を含む断層画像を3次元画像データから検出する。表示制御部3は、画像検出部24により検出された断層画像を表示部4に表示させる。このように、実施形態の医用画像診断装置は、3次元画像データに基づく2次元画像に対して設定された関心領域に類似する対応領域を含む断層画像を検出する。このように、この実施形態の医用画像診断装置による2次元画像は、病変部を表し得る画素が投影された画像であるので、乳房の厚み方向に乳腺と重なる病変部であっても、この病変部は検出され易い。さらに、2次元画像に関心領域が設定されれば、この実施形態の医用画像診断装置は、関心領域に類似する断層画像が検出されるので、断層画像を切り替え表示しながら病変部を探す手間が省かれる。したがって、3次元画像データの病変部を簡便に検出する医用画像診断装置を提供することができる。
この変形例の医用画像診断装置は、画像検出部24と、表示制御部3との構成が上述の実施形態の医用画像診断装置と異なる。以下、該医用画像診断装置と異なる構成について主に説明する。
以上述べた少なくともひとつの実施形態または変形例の医用画像診断装置によれば、3次元画像データに基づく2次元画像に対して設定された関心領域に類似する対応領域を含む断層画像を検出することにより、被検体の被曝量を低減しつつ3次元画像データの病変部を検出することが可能となる。
2 データ処理部
3 表示制御部
4 表示部
5 データ記憶部
6 システム制御部
7 操作部
21 再構成部
22 画像生成部
23 設定部
24 画像検出部
101 支持台
102 圧迫板
103 圧迫板制御部
104 X線管球
105 線質フィルタ
106 X線絞り
107 アーム
108 高電圧発生部
109 高電圧制御部
110 線質フィルタ制御部
111 絞り制御部
112 アーム制御部
113 X線検出部
114 データ収集部
Claims (9)
- 被検体に放射線を照射し、前記被検体を透過した放射線を検出することにより、前記被検体の複数の断層画像を含む3次元画像データを生成する医用画像診断装置であって、
前記3次元画像データを所定方向に投影して、2次元画像を生成する画像生成部と、
前記2次元画像に対し、関心領域を設定する設定部と、
前記関心領域が設定されたことに応じて、前記複数の断層画像の中から断層画像を選択する画像選択部と、
前記画像選択部により選択された前記断層画像を表示部に表示させる表示制御部と
を有する医用画像診断装置。 - 前記所定方向は、前記断層画像の平面に直交する方向であり、
前記画像生成部は、前記所定方向において、前記検出された放射線の検出値を表す画素値が最小の画素の画素値を投影する
ことを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。 - 前記所定方向は、所定の放射線錐における前記放射線の照射方向であり、
前記画像生成部は、前記所定方向において、前記検出された放射線の検出値を表す画素値が最小の画素の画素値を投影する
ことを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。 - 前記画像選択部は、
前記関心領域における前記画素値と対応領域における前記画素値との差分を表す差分画像を前記断層画像ごとに生成し、
前記差分画像における画素値の標準偏差を前記差分画像ごとに算出し、
前記標準偏差が最小の前記差分画像の前記断層画像を、前記関心領域に画素値が類似する前記対応領域を含む前記断層画像として選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。 - 前記表示制御部は、前記画像選択部により選択された前記断層画像とともに、他の前記断層画像を所定数並べて前記表示部に表示させることを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
- 前記表示制御部は、前記画像選択部により選択された前記断層画像とともに、該断層画像に近い断面位置の前記断層画像を所定数並べて前記表示部に表示させることを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
- 前記医用画像診断装置は、マンモグラフィ装置であり、
前記3次元画像データは、トモシンセシス画像データである
ことを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。 - 被検体の複数の断層画像を含む3次元画像データを所定方向に投影した2次元画像に対し、関心領域を設定する設定部と、
前記関心領域が設定されたことに応じて、前記複数の断層画像の中から断層画像を選択する画像選択部と、
前記画像選択部により選択された前記断層画像を表示部に表示させる表示制御部と
を有する医用画像処理装置。 - 被検体に放射線を照射し、前記被検体を透過した放射線を検出することにより、前記被検体の複数の断層画像を含む3次元画像データを生成する医用画像診断装置であって、
前記3次元画像データを所定方向に投影して、2次元画像を生成する画像生成部と、
前記2次元画像に対し、画素を指定する操作を受け付ける設定部と、
前記画素が指定されたことに応じて、前記複数の断層画像の中から断層画像を選択する画像選択部と、
前記画像選択部により選択された前記断層画像を表示部に表示させる表示制御部と
を有する医用画像診断装置。
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