JP7208874B2 - 撮影制御装置、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本開示は、撮影制御装置、方法およびプログラムに関する。

近年、乳がんの早期発見を促すため、乳房を撮影する放射線画像撮影装置（マンモグラフィと呼ばれる）を用いた画像診断が注目されている。また、マンモグラフィにおいて、放射線源を移動させて複数の線源位置から乳房に放射線を照射して撮影を行い、これにより取得した複数の投影画像を加算して所望の断層面を強調した断層画像を生成するトモシンセシス撮影が提案されている。トモシンセシス撮影では、撮影装置の特性および必要な断層画像に応じて、放射線源を放射線検出器と平行に移動させたり、円または楕円の弧を描くように移動させたりして、複数の線源位置において乳房を撮影することにより複数の投影画像を取得し、単純逆投影法またはフィルタ逆投影法等の逆投影法等を用いてこれらの投影画像を再構成して断層画像を生成する。

このような断層画像を乳房における複数の断層面において生成することにより、乳房内において断層面が並ぶ深さ方向に重なり合った構造を分離することができる。このため、トモシンセシス撮影を行うことにより生成された断層画像を用いて診断を行うことにより、従来の単純撮影により取得される２次元画像（以下、単純２次元画像とする）においては検出が困難であった病変を発見することが可能となる。

また、トモシンセシス撮影により取得された、放射線検出器の検出面から放射線源側に向けた距離（高さ方向の位置）が異なる複数の断層画像を用いて、単純２次元画像（以下、単純２次元画像に相当する擬似的な２次元画像（以下、合成２次元画像とする）を生成する技術が知られている（特許文献１参照）。

ところで、マンモグラフィにおいては、乳房は撮影台の上に置かれ、圧迫板により圧迫された状態で撮影が行われる。このため、撮影により取得された画像には、圧迫板の縁部が線状の像として写り込む。また、圧迫板の縁部が上方に屈曲して側壁を形成している場合、側壁が帯状の像（以下、縁部像とする）として画像に写り込む。ここで、トモシンセシス撮影においては、放射線源を移動させて乳房の撮影を行うため、とくに放射線検出器の検出面の垂線に対して傾斜した方向から乳房に放射線を照射する場合、投影画像に圧迫板の縁部像が含まれる範囲が大きくなる。このため、断層画像を生成する場合には、投影画像から縁部像を除いた領域のみを用いて断層画像を再構成することにより、断層画像さらには合成２次元画像に縁部像に起因するアーチファクトが含まれないようにしている。

特開２０１４－１２８７１６号公報

トモシンセシス撮影においては、上述したように、放射線源を移動させて乳房の撮影を行う。このため、トモシンセシス撮影により取得された複数の投影画像のそれぞれにおいて、含まれる乳房の像の範囲が異なる。再構成に際しては、使用する投影画像の数が多いほど生成される断層画像の画質が高画質となる。このため、断層画像および合成２次元画像においては、複数の投影画像のすべてにおいて共通する領域は高画質となるが、再構成に使用される投影画像の数が少なくなるほど、断層画像および合成２次元画像の画質は低画質となる。このため、断層画像および合成２次元画像においては、放射線源の移動方向に帯状に高画質の領域と低画質の領域が分布することとなる。

ここで、マンモグラフィにおいては、乳腺組織に隠れた腫瘤および石灰化、並びにリンパ節への転移等の病変を発見することが診断の上で重要となっている。しかしながら、断層画像および合成２次元画像の画質が低下した部分においては、読影の際に病変の発見が困難となる。このように病変の発見が困難であると、病変を見逃すことにより誤診をする可能性が高くなる。

本開示は上記事情に鑑みなされたものであり、トモシンセシス撮影により取得される断層画像および合成２次元画像を用いて読影を行うに際し、誤診をする可能性を低減できるようにすることを目的とする。

本開示による撮影制御装置は、放射線源を検出部に対して相対的に移動させ、放射線源の移動による複数の線源位置において、被写体に放射線を照射するトモシンセシス撮影を行う撮影装置を制御する撮影制御装置であって、
撮影装置にトモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像の少なくとも一部において共通する共通領域を導出する共通領域導出部と、
共通領域の放射線源の移動方向における幅が予め定められたしきい値以上の場合に、撮影装置にトモシンセシス撮影を行わせて複数の投影画像を取得する画像取得部とを備える。

「撮影装置にトモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像」とは、トモシンセシス撮影をこれから行うことにより取得される投影画像を意味し、実際にトモシンセシス撮影を行うことにより取得された投影画像を意味するものではない。

なお、本開示による撮影制御装置においては、共通領域の放射線源の移動方向における幅が予め定められたしきい値未満の場合に、トモシンセシス撮影を行わない旨の警告を行う警告部をさらに備えるものであってもよい。

また、本開示による撮影制御装置においては、共通領域導出部は、被写体と撮影装置との幾何学的関係に基づいて、共通領域を導出するものであってもよい。

この場合、幾何学的関係は、被写体の厚さ、複数の線源位置、および検出部の検出面の位置の少なくとも１つを含むものであってもよい。

また、本開示による撮影制御装置においては、複数の投影画像を再構成することにより、複数の断層画像を生成する再構成部をさらに備えるものであってもよい。

また、本開示による撮影制御装置においては、複数の断層画像から合成２次元画像を生成する合成部をさらに備えるものであってもよい。

この場合、合成部は、複数の断層画像の対応する画素の画素値を重み付け加算することにより、合成２次元画像を生成するものであってもよい。

また、本開示による撮影制御装置においては、複数の断層画像の少なくとも一部を、共通領域に対応する有効画像領域を強調して表示部に表示する表示制御部をさらに備えるものであってもよい。

また、本開示による撮影制御装置においては、複数の断層画像の少なくとも一部、または複数の断層画像から生成された合成２次元画像を、共通領域に対応する有効画像領域を強調して表示部に表示する表示制御部をさらに備えるものであってもよい。

本開示による撮影制御方法は、放射線源を検出部に対して相対的に移動させ、放射線源の移動による複数の線源位置において、被写体に放射線を照射するトモシンセシス撮影を行う撮影装置を制御する撮影制御方法であって、
撮影装置にトモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像の少なくとも一部において共通する共通領域を導出し、
共通領域の放射線源の移動方向における幅が予め定められたしきい値以上の場合に、撮影装置にトモシンセシス撮影を行わせて複数の投影画像を取得する。

なお、本開示による撮影制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

本開示による他の撮影制御装置は、放射線源を検出部に対して相対的に移動させ、放射線源の移動による複数の線源位置において、被写体に放射線を照射するトモシンセシス撮影を行う撮影装置を制御する処理をコンピュータに実行させるための命令を記憶するメモリと、
記憶された命令を実行するよう構成されたプロセッサとを備え、プロセッサは、
撮影装置にトモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像の少なくとも一部において共通する共通領域を導出し、
共通領域の放射線源の移動方向における幅が予め定められたしきい値以上の場合に、撮影装置にトモシンセシス撮影を行わせて複数の投影画像を取得する処理を実行する。

本開示によれば、トモシンセシス撮影により取得される断層画像および合成２次元画像において、病変を見逃す可能性を低減できる。

本開示の実施形態による撮影制御装置を適用した放射線画像撮影システムの概略構成図 マンモグラフィ装置を図１の矢印Ａ方向から見た図 本実施形態において、コンソールを構成するコンピュータに撮影制御プログラムをインストールすることにより実現された撮影制御装置の概略構成を示す図 投影画像の取得を説明するための図 放射線源、圧迫板、乳房および放射線検出器の幾何学的関係を示す図 縁部像を含む投影画像を示す図 複数の投影領域における必要領域を示す図 共通領域の導出を説明するための図 乳房の圧迫厚と共通領域の幅との関係を規定したテーブルを示す図 警告画面を示す図 断層画像の生成を説明するための図 合成２次元画像の表示画面を示す図 合成２次元画像の表示画面を示す図 合成２次元画像の表示画面を示す図 合成２次元画像の表示画面を示す図 本実施形態において行われる処理を示すフローチャート 合成２次元画像の表示画面の他の例を示す図

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。図１は本開示の実施形態による撮影制御装置を適用した放射線画像撮影システムの概略構成図、図２は放射線画像撮影システムに含まれるマンモグラフィ装置を図１の矢印Ａ方向から見た図である。

図１に示すように、本実施形態の放射線画像撮影システム１は、コンソール２およびマンモグラフィ装置１０を備える。コンソール２は、表示部３および入力部４を備える。

本実施形態の放射線画像撮影システム１は、コンソール２を介して外部のシステム（例えば、ＲＩＳ：Radiology Information System）から入力された指示（撮影オーダ）に基づいて、医師および放射線技師等の操作者の操作により、マンモグラフィ装置１０によって乳房の撮影を行って乳房の放射線画像である乳房画像を取得する機能を有する。本実施形態においては、マンモグラフィ装置１０はトモシンセシス撮影および各種撮影方向の単純撮影の双方を行って、乳房の断層画像および２次元の乳房画像を生成することが可能なものである。なお、２次元の乳房画像は単純撮影により取得される乳房画像を意味する。なお、マンモグラフィ装置１０が撮影装置に対応する。

マンモグラフィ装置１０は、不図示の基台に対して回転軸１１により連結されたアーム部１２を備えている。アーム部１２の一方の端部には撮影台１３が、その他方の端部には撮影台１３と対向するように放射線照射部１４が取り付けられている。アーム部１２は、放射線照射部１４が取り付けられた端部のみを回転することが可能に構成されており、これにより、撮影台１３を固定して放射線照射部１４のみを回転することが可能となっている。なお、アーム部１２の回転は、コンソール２により制御される。

撮影台１３の内部には、フラットパネルディテクタ等の放射線検出器１５が備えられている。放射線検出器１５は放射線の検出面１５Ａを有する。また、撮影台１３の内部には、放射線検出器１５から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプ、チャージアンプから出力された電圧信号をサンプリングする相関２重サンプリング回路、および電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ(Analog Digital)変換部等が設けられた回路基板等も設置されている。

放射線検出器１５は、放射線画像の記録および読み出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線を直接電荷に変換する、いわゆる直接型の放射線検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）スイッチをオンおよびオフすることによって放射線画像信号が読み出される、いわゆるＴＦＴ読出方式のもの、または読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。

放射線照射部１４の内部には、放射線源１６が収納されている。放射線源１６は放射線として例えばＸ線を出射するものであり、放射線源１６から放射線を照射するタイミングおよび放射線源１６における放射線発生条件、すなわちターゲットおよびフィルタの材質の選択、管電圧並びに照射時間等は、コンソール２により制御される。

また、アーム部１２には、乳房Ｍを押さえつけて圧迫する圧迫板１７、圧迫板１７を支持する支持部１８、および支持部１８を図１および図２の上下方向に移動させる移動機構１９が設けられている。なお、圧迫板１７と撮影台１３との間隔、すなわち圧迫厚はコンソール２に入力される。また、圧迫板１７は、撮影の種類に応じた複数のサイズおよび形状のものが用意されている。このため、圧迫板１７は、支持部１８に対して交換可能に取り付けられている。また、圧迫板１７の図１における左右の縁部には側壁１７Ａが形成されている。側壁１７Ａは、圧迫板１７の圧迫面１７Ｂにより圧迫された乳房Ｍが圧迫板１７からはみ出した場合に、患者の痛みを軽減するために形成されている。

表示部３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）または液晶ディスプレイ等の表示装置であり、後述する断層画像および合成２次元画像の他、操作に必要なメッセージ等を表示する。なお、表示部３は音声を出力するスピーカを内蔵するものであってもよい。

入力部４はキーボード、マウスまたはタッチパネル方式等の入力装置からなり、操作者によるマンモグラフィ装置１０の操作の指示を受け付ける。また、トモシンセシス撮影を行うために必要な、撮影条件等の各種情報の入力および情報の修正の指示も受け付ける。本実施形態においては、操作者が入力部４から入力した情報に従って、マンモグラフィ装置１０の各部が動作する。

コンソール２には、本実施形態による撮影制御プログラムがインストールされている。本実施形態においては、コンソール２は、操作者が直接操作するワークステーションあるいはパーソナルコンピュータでもよいし、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。撮影制御プログラムは、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、あるいはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じてコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。または、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。

図３はコンソール２を構成するコンピュータに本実施形態による撮影制御プログラムをインストールすることにより実現される撮影制御装置の概略構成を示す図である。図３に示すように、撮影制御装置は、標準的なコンピュータの構成として、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２１、メモリ２２およびストレージ２３を備えている。

ストレージ２３は、ハードディスクドライブまたはＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージデバイスからなり、マンモグラフィ装置１０の各部を駆動するためのプログラムおよび撮影制御プログラムを含む各種情報が記憶されている。また、撮影により取得された投影画像、並びに後述するように生成された断層画像および合成２次元画像等もストレージ２３に記憶される。

メモリ２２には、各種処理をＣＰＵ２１に実行させるために、ストレージ２３に記憶されたプログラム等が一時的に記憶される。撮影制御プログラムは、ＣＰＵ２１に実行させる処理として、マンモグラフィ装置１０にトモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像の少なくとも一部において共通する共通領域を導出する共通領域導出処理、共通領域の放射線源１６の移動方向における幅が予め定められたしきい値以上の場合に、マンモグラフィ装置１０にトモシンセシス撮影を行わせて、被写体である乳房Ｍの複数の投影画像を取得する画像取得処理、共通領域の放射線源１６の移動方向における幅が予め定められたしきい値未満の場合に、トモシンセシス撮影を行わない旨の警告を行う警告処理、複数の投影画像が取得された場合に、複数の投影画像を再構成することにより、被写体である乳房Ｍの複数の断層面のそれぞれにおける複数の断層画像を生成する再構成処理、複数の断層画像から合成２次元画像を生成する合成処理、並びに複数の断層画像の少なくとも一部または合成２次元画像を、共通領域に対応する領域を強調して表示部３に表示する表示制御処理を規定する。

そして、ＣＰＵ２１が撮影制御プログラムに従いこれらの処理を実行することで、コンソール２のＣＰＵ２１は、共通領域導出部３１、画像取得部３２、警告部３３、再構成部３４、合成部３５および表示制御部３６として機能する。

なお、本実施形態においては、共通領域導出部３１により共通領域を導出し、導出した共通領域の放射線源１６の移動方向における幅が予め定められたしきい値以上の場合に、乳房Ｍの撮影が行われて複数の投影画像が取得されるが、まず、画像取得部３２が行うトモシンセシス撮影について先に説明する。

画像取得部３２は、アーム部１２を回転軸１１の周りに回転させることにより放射線源１６を移動させ、放射線源１６の移動による複数の線源位置において、トモシンセシス撮影用の撮影条件により乳房Ｍに放射線を照射し、乳房Ｍを透過した放射線を放射線検出器１５により検出して、複数の線源位置における複数の投影画像Ｇｉ（ｉ＝１～ｎ、ｎは線源位置の数であり、例えばｎ＝１５）を取得する。図４は投影画像Ｇｉの取得を説明するための図である。図４に示すように、放射線源１６をＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎの各線源位置に移動し、各線源位置において放射線源１６を駆動して乳房Ｍに放射線を照射し、乳房Ｍを透過した放射線を放射線検出器１５により検出することにより、各線源位置Ｓ１～Ｓｎに対応して、投影画像Ｇ１、Ｇ２、・・Ｇｃ、・・、Ｇｎが取得される。ここで、図４に示す線源位置Ｓｃは、放射線源１６から出射された放射線の光軸Ｘ０が放射線検出器１５の検出面１５Ａと直交する線源位置である。以降、線源位置Ｓｃを基準線源位置Ｓｃと称するものとする。なお、各線源位置Ｓ１～Ｓｎにおいては、同一の線量の放射線が乳房Ｍに照射される。取得された複数の投影画像Ｇｉはストレージ２３に保存される。

共通領域導出部３１は、マンモグラフィ装置１０にトモシンセシス撮影を行わせることにより取得される複数の投影画像Ｇｉの少なくとも一部において共通する共通領域を導出する。なお、本実施形態においては、共通領域導出部３１は、乳房Ｍの撮影を行う前に、共通領域を導出する。このために、共通領域導出部３１は、トモシンセシス撮影を実際に行うことにより取得される複数の投影画像Ｇｉの投影領域Ｇｖｉを導出する。ここで、投影領域Ｇｖｉは、線源位置Ｓ１～Ｓｎのそれぞれに対応する、検出面１５Ａにおける照射野の領域に一致する。このため、投影領域Ｇｖｉは、複数の線源位置Ｓ１～Ｓｎ、放射線検出器１５の検出面１５Ａの位置、および放射線源１６から出射される放射線の照射野等の幾何学的関係に基づいて導出することができる。

ここで、本実施形態においては、圧迫板１７の縁部には側壁１７Ａが形成されている。このため、とくに放射線源１６の位置が、放射線検出器１５の検出面１５Ａの垂線に対して傾斜している場合、図５に示すように、側壁１７Ａを透過した放射線が乳房Ｍを透過して、放射線検出器１５に検出されることとなる。この場合、実際に乳房Ｍを撮影することにより取得された投影画像Ｇｉにおいては、図６に示すように、投影画像Ｇｉに含まれる乳房Ｍの像（以下、乳房像４０とする）に圧迫板１７の側壁１７Ａに起因する帯状の像（以下、縁部像４１とする）が重なるものとなる。なお、図６に示す投影画像Ｇｉにおいて、放射線源１６の移動方向をｙ方向とした座標系を示している。このように、投影画像Ｇｉに側壁１７Ａに対応する帯状の縁部像４１が含まれると、後述するように複数の投影画像Ｇｉを再構成することにより生成される断層画像に、アーチファクトが含まれる。

このため、共通領域導出部３１は、複数の投影領域Ｇｖｉにおける圧迫板１７の圧迫面１７Ｂのみを透過した放射線に対応する領域を、必要領域Ａｉとして抽出する。必要領域Ａｉは、図５に示すように、放射線検出器１５における圧迫板１７の圧迫面１７Ｂのみを透過した放射線が照射される領域に対応する。図７は、複数の投影領域Ｇｖｉにおける必要領域Ａｉを示す図である。図７に示すように、必要領域Ａｉは投影領域Ｇｖｉにおける放射線源１６の移動方向において縁部像を含む両縁部を除いた幅を有するものとなっている。

ここで、圧迫板１７のサイズ、側壁１７Ａの高さおよび厚さは既知である。また、撮影時における乳房Ｍの厚さは、圧迫板１７の高さと同一であり、既知である。また、複数の線源位置Ｓ１～Ｓｎ、および放射線検出器１５の検出面１５Ａの位置も既知である。このため、本実施形態においては、圧迫板１７のサイズ、側壁１７Ａの高さおよび圧迫板１７の厚さの情報をストレージ２３に記憶しておく。共通領域導出部３１は、使用している圧迫板１７のサイズ、側壁１７Ａの高さおよび圧迫板１７の厚さの情報をストレージ２３から読み出し、さらに、乳房Ｍの厚さ、線源位置Ｓ１～Ｓｎおよび放射線検出器１５の検出面１５Ａの位置の幾何学的関係を用いて、投影領域Ｇｖｉに含まれる必要領域Ａｉの両縁部の位置を導出する。そして、共通領域導出部３１は、導出した両縁部の位置に基づいて、投影領域Ｇｖｉにおける必要領域Ａｉを抽出する。

また、共通領域導出部３１は、必要領域Ａｉから複数の投影領域Ｇｖｉの少なくとも一部において共通する共通領域Ｃｉを導出する。本実施形態においては、複数の投影領域Ｇｖｉすなわち複数の必要領域Ａｉのすべてにおいて共通する共通領域Ｃｉを導出する。図８は共通領域Ｃｉの導出を説明するための図である。共通領域Ｃｉを導出するために、共通領域導出部３１は、放射線検出器１５の検出面１５Ａにおいて、両端の線源位置Ｓ１，Ｓｎにおいて導出される投影領域Ｇｖ１，Ｇｖｎの必要領域Ａ１，Ａｎを特定する。そして、必要領域Ａ１，Ａｎにおける線源位置Ｓ１，Ｓｎに最も近い縁部Ｐ１，Ｐｎをそれぞれ特定する。ここで、上述したように必要領域Ａ１，Ａｎの両縁部の位置は既知である。このため、共通領域導出部３１は、複数の必要領域Ａｉにおいて、必要領域Ａ１，Ａｎの縁部Ｐ１，Ｐｎのそれぞれを両縁部とする領域を共通領域Ｃｉとして抽出する。そして、共通領域導出部３１は、共通領域Ｃｉの放射線源１６の移動方向における幅Ｌ０を導出する。

ここで、投影領域Ｇｖｉにおいて導出した必要領域Ａｉおよび共通領域Ｃｉは、トモシンセシス撮影を行うことにより取得された投影画像Ｇｉにおける必要領域および共通領域と一致する。このため、以降の説明においては、投影画像Ｇｉにおける必要領域および共通領域についても、投影領域Ｇｖｉにおいて導出した必要領域Ａｉおよび共通領域Ｃｉと同一の参照符号を用いるものとする。

なお、乳房Ｍの圧迫厚に応じた共通領域Ｃｉの放射線源１６の移動方向における幅Ｌ０を予め算出しておき、テーブルとしてストレージ２３に保存しておくようにしてもよい。図９は乳房の圧迫厚と共通領域Ｃｉの幅Ｌ０との関係を規定したテーブルを示す図である。図９において、圧迫厚および幅Ｌ０の単位はｍｍである。ここで、図９に示すテーブルＴＢＬ１は、例えば圧迫板１７が２４ｃｍ×３０ｃｍで、放射線源１６の撮影時の振れ角が±２０度の場合の値を示している。共通領域導出部３１は、乳房Ｍの圧迫厚に基づいて、テーブルＴＢＬ１を参照して、幅Ｌ０を導出する。なお、圧迫厚がテーブルＴＢＬ１に示す値以外の値の場合、テーブルＴＢＬ１の値を用いた補間演算により幅Ｌ０を導出すればよい。

画像取得部３２は、共通領域導出部３１が導出した幅Ｌ０を予め定められたしきい値Ｔｈ１と比較する。そして、幅Ｌ０がしきい値Ｔｈ１以上の場合に、上述したように乳房Ｍのトモシンセシス撮影を行って、複数の投影画像Ｇｉを取得する。なお、幅Ｌ０がしきい値Ｔｈ１未満の場合には、その旨の情報を警告部３３に出力する。

警告部３３は、共通領域Ｃｉの放射線源１６の移動方向における幅Ｌ０がしきい値Ｔｈ１未満の場合に、トモシンセシス撮影を行わない旨の警告を行う。本実施形態においては、警告部３３は、警告画面を表示部３に表示する。図１０は警告画面を示す図である。図１０に示すように警告画面４５には、「撮影しません」のテキスト４６が含まれる。これにより、操作者は、撮影しようとする患者については、トモシンセシス撮影が行われないことを認識することができる。なお、警告部３３は、警告画面を表示部３に表示するものには限定されない。警告部３３は、音声により警告を行ってもよく、音声と警告画面との双方により警告を行ってもよい。

再構成部３４は、トモシンセシス撮影が行われた場合に取得された投影画像Ｇｉにおける必要領域Ａｉを再構成することにより、乳房Ｍの所望とする断層面を強調した断層画像を生成する。具体的には、再構成部３４は、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の周知の逆投影法等を用いて複数の投影画像Ｇｉにおける必要領域Ａｉを再構成して、図１１に示すように、乳房Ｍの複数の断層面のそれぞれにおける複数の断層画像Ｄｊ（ｊ＝１～ｍ）を生成する。この際、乳房Ｍを含む３次元空間における３次元の座標位置が設定され、設定された３次元の座標位置に対して、複数の投影画像Ｇｉの対応する画素位置の画素値が再構成されて、その座標位置の画素値が算出される。

再構成に際しては、必要領域Ａｉ内の共通領域Ｃｉについては、ｎ枚の投影画像Ｇｉに含まれるすべての情報を用いて、断層画像Ｄｊが再構成される。断層画像Ｄｊにおける共通領域Ｃｉに対応する領域を、有効画像領域Ｖｄｊとして図１１に示す。断層画像Ｄｊにおいては、有効画像領域Ｖｄｊから離れるほど、再構成に使用される投影画像Ｇｉすなわち必要領域Ａｉの数が少なくなるために情報量が少なくなり、その結果、画質が低下する。したがって、断層画像Ｄｊにおいては放射線源１６の移動方向において、有効画像領域Ｖｄｊが最も高画質となり、縁部に向けて徐々に画質が低下する。

合成部３５は、複数の断層画像Ｄｊを用いて合成２次元画像ＣＧ０を生成する。合成２次元画像ＣＧ０は、基準線源位置Ｓｃから乳房Ｍに放射線を照射して撮影した単純２次元画像に相当する擬似的な２次元画像である。本実施形態においては、合成部３５は、加算法により合成２次元画像ＣＧ０を生成する。加算法は、複数の断層画像Ｄｊを積層した状態で、基準線源位置Ｓｃからの放射線検出器１５へ向かう視点方向、すなわち図４に示す光軸Ｘ０に沿って、各断層画像Ｄｊにおいて対応する画素の画素値を重み付け加算する方法である。なお、合成２次元画像ＣＧ０の生成は、加算法に限定されるものではなく、公知の技術を適用することができる。加算法においては、重み付け加算する際の各画素に対する重みは、断層画像Ｄｊの数をｍとした場合、１／ｍに設定される。なお、合成２次元画像ＣＧ０において、共通領域Ｃｉに対応する領域、すなわち、複数の断層画像Ｄｊにおける有効画像領域Ｖｄｊのみに対応する領域を、有効画像領域Ｖ０と称する。

表示制御部３６は、入力部４からの指示に応じて、断層画像Ｄｊの少なくとも一部または合成２次元画像ＣＧ０を表示部３に表示する。その際、断層画像Ｄｊにおける有効画像領域Ｖｄｊおよび合成２次元画像ＣＧ０における有効画像領域Ｖ０を強調して、断層画像Ｄｊまたは合成２次元画像ＣＧ０を表示部３に表示する。図１２は合成２次元画像ＣＧ０の表示画面を示す図である。図１２に示すように、表示画面５０には合成２次元画像ＣＧ０が表示される。また、合成２次元画像ＣＧ０における有効画像領域Ｖ０に枠５１が付与されることにより、有効画像領域Ｖ０が強調されている。

なお、図１３に示すように、表示制御部３６は、合成２次元画像ＣＧ０における有効画像領域Ｖ０のみをトリミングすることにより、有効画像領域Ｖ０を強調してもよい。また、図１４に示すように、合成２次元画像ＣＧ０における有効画像領域Ｖ０以外の領域を塗りつぶすことにより、有効画像領域Ｖ０を強調してもよい。また、図１５に示すように、合成２次元画像ＣＧ０における有効画像領域Ｖ０以外の領域の濃度を低減することにより、有効画像領域Ｖ０を強調してもよい。なお、図１５においては、合成２次元画像ＣＧ０に含まれる乳房の輪郭を破線で示すことにより、濃度を低減していることを示している。

一方、断層画像Ｄｊを表示する際にも、合成２次元画像ＣＧ０を表示する場合と同様に、各断層画像Ｄｊの有効画像領域Ｖｄｊを強調して表示すればよい。表示する断層画像Ｄｊは、すべての断層画像であってもよく、一部の断層画像のみであってもよい。

次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。図１６は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。操作者による処理開始の指示を入力部４が受け付けると、共通領域導出部３１が、マンモグラフィ装置１０にトモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像の少なくとも一部において共通する共通領域Ｃｉを導出する（ステップＳＴ１）。そして、共通領域導出部３１は、共通領域Ｃｉの放射線源１６の移動方向における幅Ｌ０が、予め定められたしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２が否定されると、警告部３３が警告画面を表示部３に表示し（警告表示；ステップＳＴ３）、処理を終了する。

ステップＳＴ２が肯定されると、画像取得部３２が、マンモグラフィ装置１０にトモシンセシス撮影を行わせることにより、複数の投影画像Ｇｉを取得する（ステップＳＴ４）。次いで、再構成部３４が、複数の投影画像Ｇｉを再構成することにより、乳房Ｍの複数の断層面における複数の断層画像Ｄｊを生成する（ステップＳＴ５）。また、合成部３５が、複数の断層画像Ｄｊを合成することにより、合成２次元画像ＣＧ０を生成する（ステップＳＴ６）。そして、表示制御部３６が、複数の断層画像Ｄｊの少なくとも一部、または合成２次元画像ＣＧ０を、有効画像領域Ｖｄｊ，Ｖ０を強調して表示部３に表示し（有効画像領域強調表示；ステップＳＴ７）、処理を終了する。

このように、本実施形態においては、マンモグラフィ装置１０にトモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、複数の線源位置Ｓ１～Ｓｎのそれぞれに対応する複数の投影画像Ｇｉの少なくとも一部において共通する共通領域Ｃｉが、トモシンセシス撮影前に導出される。そして、共通領域Ｃｉの放射線源１６の移動方向における幅Ｌ０が予め定められたしきい値Ｔｈ１以上の場合に、マンモグラフィ装置１０によりトモシンセシス撮影が行われる。

ここで、投影画像Ｇｉから生成される断層画像Ｄｊおよび合成２次元画像ＣＧ０は、投影画像Ｇｉにおける共通する領域が多いほど高画質となる。本実施形態によれば、共通領域Ｃｉの放射線源１６の移動方向における幅Ｌ０がしきい値Ｔｈ１未満の場合には、トモシンセシス撮影は行われないこととなる。このため、病変を見逃す可能性が高い画像自体が取得されることがなくなる。したがって、本実施形態によれば、トモシンセシス撮影により取得される断層画像Ｄｊおよび合成２次元画像ＣＧ０において、病変を見逃す可能性を低減できる。

また、本実施形態においては、複数の断層画像Ｄｊの少なくとも一部、または複数の断層画像から生成された合成２次元画像ＣＧ０を表示部３に表示する際に、共通領域Ｃｉに対応する有効画像領域Ｖｄｊ，Ｖ０が強調されて表示される。ここで、断層画像Ｄｊおよび合成２次元画像ＣＧ０は、投影画像Ｇｉにおける共通する領域が多いほど高画質となる。このため、断層画像Ｄｊおよび合成２次元画像ＣＧ０において、共通領域Ｃｉに対応する有効画像領域Ｖｄｊ，Ｖ０を強調して表示することにより、操作者は強調された有効画像領域以外の領域に対して、より注意して読影を行うようにすることができる。したがって、本実施形態によれば、トモシンセシス撮影により取得される断層画像Ｄｊおよび合成２次元画像ＣＧ０において、病変を見逃す可能性を低減できる。

なお、上記実施形態において、放射線源１６から出射される放射線は、光軸Ｘ０が乳房Ｍにおける胸壁付近を通るように出射される。このため、両端の線源位置Ｓ１，Ｓｎにおいて取得される投影画像Ｇ１，Ｇｎと、基準線源位置Ｓｃにおいて取得される投影画像Ｇｃとでは、乳頭の位置が異なる。このため、投影画像Ｇｉに含まれる乳房Ｍの乳頭の位置を考慮して共通領域Ｃｉを導出してもよい。この場合、導出した共通領域Ｃｉに基づく有効画像領域Ｖ０は、図１７に示すように、乳頭側の形状が凸形状の領域となる。

また、上記実施形態においては、断層画像Ｄｊまたは合成２次元画像ＣＧ０を表示する際に、有効画像領域Ｖｄｊ，Ｖ０を強調表示しているが、有効画像領域Ｖｄｊ，Ｖ０を強調表示することなく、断層画像Ｄｊまたは合成２次元画像ＣＧ０を表示してもよい。

また、上記実施形態においては、合成部３５が合成２次元画像を生成する方法として加算法を適用したが、上述したように、公知の他の技術を適用することができる。例えば、各断層画像の対応する画素における最小値を用いる、いわゆる最小経路法を適用してもよい。

また、上記実施形態における放射線は、とくに限定されるものではなく、Ｘ線の他、α線またはγ線等を適用することができる。

また、上記実施形態においては、投影領域Ｇｖｉから必要領域Ａｉを抽出しているが、これに限定されるものではない。必要領域Ａｉを抽出することなく、共通領域Ｃｉを導出してもよい。

また、上記実施形態において、例えば、共通領域導出部３１、画像取得部３２、警告部３３、再構成部３４、合成部３５および表示制御部３６といった各種の処理を実行する処理部（Processing Unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（Processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device :PLD）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせまたはＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。

複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアとの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:SoC）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（Circuitry）を用いることができる。

１ 放射線画像撮影システム
２ コンソール
３ 表示部
４ 入力部
１０ マンモグラフィ装置
１１ 回転軸
１２ アーム部
１３ 撮影台
１４ 放射線照射部
１５ 放射線検出器
１５Ａ 検出面
１６ 放射線源
１７ 圧迫板
１７Ａ 側壁
１７Ｂ 圧迫面
１７Ａ 側壁
１７Ｂ 圧迫面
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ ストレージ
３１ 共通領域導出部
３２ 画像取得部
３３ 警告部
３４ 再構成部
３５ 合成部
３６ 表示制御部
４０ 乳房像
４１ 縁部像
４５ 警告画面
４６ テキスト
５０ 表示画面
５１ 枠
Ａｉ（ｉ＝１～ｎ） 必要領域
ＣＧ０ 合成２次元画像
Ｃｉ（ｉ＝１～ｎ） 共通領域
Ｄｊ（ｊ＝１～ｍ） 断層画像
Ｇｉ（ｉ＝１～ｎ） 投影画像
Ｇｖｉ（ｉ＝１～ｎ） 投影領域
Ｍ 乳房
Ｓｉ（ｉ＝１～ｎ） 線源位置
Ｓｃ 基準線源位置
Ｖｄｊ，Ｖ０ 有効画像領域
Ｘ０ 光軸

Claims (11)

1. 放射線源を検出部に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において、被写体に放射線を照射するトモシンセシス撮影を行う撮影装置を制御する撮影制御装置であって、
   前記撮影装置に前記トモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像の少なくとも一部において共通する共通領域を導出する共通領域導出部と、
   前記共通領域の前記放射線源の移動方向における幅が予め定められたしきい値以上であるか否かを判断し、前記幅が前記しきい値以上の場合に、前記撮影装置に前記トモシンセシス撮影を行わせて前記複数の投影画像を取得する画像取得部とを備えた撮影制御装置。
2. 前記共通領域の前記放射線源の移動方向における幅が前記予め定められたしきい値未満の場合に、前記トモシンセシス撮影を行わない旨の警告を行う警告部をさらに備えた請求項１に記載の撮影制御装置。
3. 前記共通領域導出部は、前記被写体と前記撮影装置との幾何学的関係に基づいて、前記共通領域を導出する請求項１または２に記載の撮影制御装置。
4. 前記幾何学的関係は、前記被写体の厚さ、前記複数の線源位置、および前記検出部の検出面の位置の少なくとも１つを含む請求項３に記載の撮影制御装置。
5. 前記複数の投影画像を再構成することにより、前記複数の断層画像を生成する再構成部をさらに備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
6. 前記複数の断層画像から合成２次元画像を生成する合成部をさらに備えた請求項５に記載の撮影制御装置。
7. 前記合成部は、前記複数の断層画像の対応する画素の画素値を重み付け加算することにより、前記合成２次元画像を生成する請求項６に記載の撮影制御装置。
8. 前記複数の断層画像の少なくとも一部を、前記共通領域に対応する有効画像領域を強調して表示部に表示する表示制御部をさらに備えた請求項５に記載の撮影制御装置。
9. 前記複数の断層画像の少なくとも一部、または該複数の断層画像から生成された合成２次元画像を、前記共通領域に対応する有効画像領域を強調して表示部に表示する表示制御部をさらに備えた請求項５から７のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
10. 放射線源を検出部に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において、被写体に放射線を照射するトモシンセシス撮影を行う撮影装置を制御する撮影制御方法であって、
    前記撮影装置に前記トモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像の少なくとも一部において共通する共通領域を導出し、
    前記共通領域の前記放射線源の移動方向における幅が予め定められたしきい値以上であるか否かを判断し、前記幅が前記しきい値以上の場合に、前記撮影装置に前記トモシンセシス撮影を行わせて前記複数の投影画像を取得する撮影制御方法。
11. 放射線源を検出部に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において、被写体に放射線を照射するトモシンセシス撮影を行う撮影装置を制御する撮影制御方法をコンピュータに実行させる撮影制御プログラムであって、
    前記撮影装置に前記トモシンセシス撮影を行わせることにより取得される、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像の少なくとも一部において共通する共通領域を導出する手順と、
    前記共通領域の前記放射線源の移動方向における幅が予め定められたしきい値以上であるか否かを判断し、前記幅が前記しきい値以上の場合に、前記撮影装置に前記トモシンセシス撮影を行わせて前記複数の投影画像を取得する手順とをコンピュータに実行させる撮影制御プログラム。
    

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