WO2012039121A1 - 放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法 - Google Patents

放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法 Download PDF

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俊孝 阿賀野
孝夫 桑原
靖子 八尋
大田　恭義
哲郎 楠木
玲 長谷川
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富士フイルム株式会社
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    • A61B6/4208—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4233—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors

Definitions

  • the present invention relates to a radiographic image capturing apparatus and a radiographic image capturing method for acquiring image data of two images of a right-eye image and a left-eye image for displaying a stereoscopic image.
  • stereoscopic viewing can be performed using parallax by displaying a plurality of images in combination.
  • a stereoscopically viewable image hereinafter referred to as a stereoscopic image or a stereo image
  • a stereoscopic image or a stereo image is generated based on a plurality of images having parallax obtained by photographing the same subject from different positions.
  • Such generation of stereoscopic images is used not only in the fields of digital cameras and televisions but also in the field of radiographic imaging. That is, the subject is irradiated with radiation from different directions, the radiation transmitted through the subject is detected by the radiation image detector, and a plurality of radiation images having parallax are obtained, and based on these radiation images A stereoscopic image is generated.
  • a radiographic image having a sense of depth can be observed, and a radiographic image more suitable for diagnosis can be observed (see, for example, Patent Document 1).
  • the present applicant has proposed that the radiation dose at the time of capturing one of the stereo images is lower than that of the other image. This is based on the new knowledge found by the present applicant that stereoscopic display is possible even when the image quality of the left and right images does not match during stereoscopic display.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiographic image capturing apparatus and a radiographic image capturing method capable of realizing both reduction in patient exposure and maintenance of stereoscopic display quality.
  • the radiographic imaging device of the present invention includes a radiation source that irradiates radiation from two different imaging directions, a radiation detector that detects the irradiated radiation, and a signal reading that reads a radiographic image signal output from the radiation detector.
  • the radiation source to be irradiated from the radiation source during imaging in one of the two imaging directions and lower than the radiation dose to be irradiated from the radiation source during the other imaging in the two imaging directions.
  • the “radiation amount irradiated from the radiation source during one imaging” may be about 30% of the “radiation amount irradiated from the radiation source during the other imaging”.
  • the radiographic image signal acquired at the time of imaging in the other imaging direction (the one with the higher radiation dose) of the two imaging directions is used for the two-dimensional observation image and the stereoscopic image. It is preferable to use the image as one image.
  • the imaging in the two imaging directions is continuously performed, it is preferable to perform the imaging in the one imaging direction (the one with the lower radiation dose) first.
  • an angle formed by the other imaging direction (the one with the higher radiation dose) of the two imaging directions and the direction orthogonal to the detection surface of the radiation detector is one of the two imaging directions (radiation dose). It is preferable that the angle is smaller than the angle formed by the photographing direction of the lower direction) and the orthogonal direction. At this time, it is preferable that the angle formed by the other imaging direction (the one with the higher radiation dose) and the direction orthogonal to the detection surface of the radiation detector is 0 °.
  • the angle formed by the two shooting directions is preferably 4 ° or more and 15 ° or less, and most preferably 4 °.
  • the radiation dose irradiated from the radiation source at the time of imaging in one of the two imaging directions is lower than the radiation dose irradiated from the radiation source during the one imaging. It is characterized by being 25% or more of the radiation dose.
  • the radiographic imaging apparatus of the present invention when performing imaging by irradiating radiation from a radiation source in two different imaging directions, the radiation dose to be irradiated from the radiation source during imaging in one of the two imaging directions Is lower than the radiation dose irradiated from the radiation source during the other imaging in the two imaging directions, so that the exposure dose of the patient when acquiring a stereo image can be reduced, and
  • the quality of stereoscopic display using a stereo image is maintained by setting the radiation dose irradiated from the radiation source at the time of imaging to 25% or more of the radiation dose irradiated from the radiation source at the other imaging.
  • the front of the radiographic image detector (on the imaging direction and the detection surface of the detector).
  • the angle of convergence (the angle between the imaging direction and the direction orthogonal to the detection surface of the detector is, for example, ⁇ 2 °) is provided to capture a stereo image from the angle taken with the orthogonal direction. It is common to take two images. In this case, since it is necessary to acquire a total of three images in a series of imaging, in order to reduce the number of acquisitions, an image captured from the front of the radiation image detector is composed of an image for two-dimensional observation and a stereoscopic image.
  • the radiographic image signal acquired at the time of imaging in the other imaging direction (the one with the higher radiation dose) of the two imaging directions is used as one of the two-dimensional observation image and the stereoscopic image.
  • an afterimage of the radiation image detector is reduced. Therefore, when imaging is continuously performed in the two imaging directions, one of the two imaging directions ( If imaging is performed in the imaging direction with the lower radiation dose first, the influence of the afterimage of the radiological image detector at the time of imaging in the other imaging direction with the higher radiation dose is suppressed. be able to.
  • the radiographic imaging method of the present invention when imaging is performed by irradiating radiation from a radiation source in two different imaging directions, the radiation dose irradiated from the radiation source during imaging in one of the two imaging directions Is lower than the radiation dose irradiated from the radiation source during the other imaging in the two imaging directions, so that the exposure dose of the patient when acquiring a stereo image can be reduced, and
  • the quality of stereoscopic display using a stereo image is maintained by setting the radiation dose irradiated from the radiation source at the time of imaging to 25% or more of the radiation dose irradiated from the radiation source at the other imaging.
  • FIG. 1 Schematic configuration diagram of a stereo breast image radiographing display system using an embodiment of a radiographic image radiographing display system of the present invention
  • FIG. 1 The figure which looked at the arm part of the stereo breast image radiographing display system shown in FIG. 1 from the right direction of FIG.
  • the block diagram which shows schematic structure inside the computer of the stereo breast image radiographing display system shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a breast image radiographing display system
  • FIG. 2 is a diagram of an arm portion of the stereo mammography radiographing display system shown in FIG. 1, viewed from the right side in FIG. 1, and
  • FIG. It is a block diagram which shows schematic structure inside the computer of a breast image radiography display system.
  • a breast image radiographing display system 1 of the present embodiment includes a mammography apparatus 10, a computer 8 connected to the mammography apparatus 10, a monitor 9 connected to the computer 8, and an input unit. 7.
  • the mammography apparatus 10 includes a base 11, a rotary shaft 12 that can move in the vertical direction (Z direction) with respect to the base 11, and can rotate.
  • the arm part 13 connected with the base 11 is provided.
  • FIG. 2 shows the arm 13 viewed from the right direction in FIG.
  • the arm portion 13 has an alphabet C shape, and a radiation table 16 is attached to one end of the arm portion 13 so as to face the imaging table 14 at the other end.
  • the rotation and vertical movement of the arm unit 13 are controlled by an arm controller 31 incorporated in the base 11.
  • a radiographic image detector 15 such as a flat panel detector and a detector controller 33 that controls reading of a charge signal from the radiographic image detector 15 are provided inside the imaging table 14. Further, inside the imaging table 14, a charge amplifier that converts the charge signal read from the radiation image detector 15 into a voltage signal, a correlated double sampling circuit that samples the voltage signal output from the charge amplifier, A circuit board provided with an AD conversion unit for converting a voltage signal into a digital signal is also installed.
  • the photographing table 14 is configured to be rotatable with respect to the arm unit 13, and even when the arm unit 13 rotates with respect to the base 11, the direction of the photographing table 14 is fixed to the base 11. can do.
  • the radiographic image detector 15 can repeatedly perform recording and reading of radiographic images, and a so-called direct conversion type radiographic image detector that directly receives radiation and generates charges may be used.
  • a so-called indirect conversion type radiation image detector that converts radiation once into visible light and converts the visible light into a charge signal may be used.
  • a radiation image signal reading method a radiation image signal is read by turning on / off a TFT (thin film transistor) switch, or by irradiating reading light. It is desirable to use a so-called optical readout system from which a radiation image signal is read out, but the present invention is not limited to this, and other systems may be used.
  • the radiographic image signal output from the radiographic image detector 15 is AD-converted into radiographic image data.
  • a radiation source 17 and a radiation source controller 32 are housed in the radiation irradiation unit 16.
  • the radiation source controller 32 controls the timing of irradiating radiation from the radiation source 17 and the radiation generation conditions (tube voltage, tube current, time, tube current time product, etc.) in the radiation source 17.
  • a compression plate 18 that is disposed above the imaging table 14 and presses and compresses the breast M, a support portion 20 that supports the compression plate 18, and a support portion 20 that extends in the vertical direction.
  • a moving mechanism 19 for moving in the (Z direction) is provided. The position of the compression plate 18 and the compression pressure are controlled by the compression plate controller 34.
  • the computer 8 includes a central processing unit (CPU) and a storage device such as a semiconductor memory, a hard disk, and an SSD.
  • a processing unit 8c is configured.
  • the control unit 8a outputs predetermined control signals to the various controllers 31 to 34 to control the entire system. A specific control method will be described in detail later.
  • the radiation image storage unit 8b stores radiation image data for each imaging angle acquired by the radiation image detector 15.
  • the image processing unit 8c is for performing various image processing on the radiation image data.
  • the input unit 7 includes a pointing device such as a keyboard and a mouse, for example, and accepts input of shooting conditions and operation instructions by a photographer.
  • the monitor 9 is configured to display a stereo image by using the two radiographic image data output from the computer 8 to display the radiographic image for each imaging direction as a two-dimensional image.
  • radiographic images based on two radiographic image data are displayed using two screens, and one of the radiographic images is observed by using a half mirror, a polarizing glass, or the like. It is possible to adopt a configuration in which a stereo image is displayed by being incident on the right eye of the observer and the other radiation image is incident on the left eye of the observer.
  • two radiographic images may be displayed by being shifted by a predetermined amount of parallax, and the stereo images may be generated by observing them with a polarizing glass, or a parallax barrier method and a lenticular method
  • a stereo image may be generated by displaying two radiation images on a stereoscopically viewable 3D liquid crystal.
  • the device that displays a stereo image and the device that displays a two-dimensional image may be configured separately, or may be configured as the same device if they can be displayed on the same screen.
  • the breast M is set on the imaging table 14, and the breast M is compressed with a predetermined pressure by the compression plate 18.
  • the convergence angle ⁇ is preferably set to 4 ° or more and 15 ° or less because it is difficult to perform appropriate stereoscopic viewing if the convergence angle ⁇ is too small or too large.
  • the combination of the shooting angles ⁇ ′ is not particularly limited as long as one shooting angle ⁇ ′ is smaller than the other shooting angle ⁇ ′.
  • the one shooting angle ⁇ ′ described above, that is, the shooting angle ⁇ ′ for shooting an image for two-dimensional observation is preferably 0 °. This is because an image taken from the front of the radiation image detector 15 is most suitable for two-dimensional observation.
  • the arm controller 31 receives the information on the convergence angle ⁇ output from the control unit 8a, and the arm controller 31 moves the arm unit 13 in the direction perpendicular to the detection surface 15a based on the information on the convergence angle ⁇ .
  • a control signal is output to obtain a shooting angle ⁇ ′ inclined by 4 °.
  • the arm portion 13 rotates 4 °.
  • the control unit 8a irradiates the radiation source controller 32 with a predetermined amount of radiation that is lower than the amount according to the imaging condition and is 25% or more of the amount according to the imaging condition.
  • a control signal is output so as to be performed, and a control signal is output to the detector controller 33 so as to read out a radiation image.
  • the radiation source 17 emits the predetermined amount of radiation, and a radiation image obtained by photographing the breast M from the direction of the photographing angle ⁇ ′ of 4 ° is detected by the radiation detector 15, and the detector controller 33. Is read out and stored in the radiation image storage unit 8b.
  • the radiographic image data with the imaging angle ⁇ ′ of 4 ° is used only as one image for stereoscopic display.
  • the irradiation may be performed by shortening only the irradiation time without changing the irradiation intensity compared to the normal imaging. It is also possible to reduce the irradiation intensity without changing the irradiation time as compared with the normal shooting, and to irradiate the radiation, or lower the irradiation intensity compared to the normal shooting and the irradiation time. You may make it shorten and perform irradiation.
  • the arm controller 31 outputs a control signal so that the arm unit 13 is in a direction perpendicular to the imaging table 14. In other words, in the present embodiment, a control signal is output so that the shooting angle ⁇ ′ with the arm 13 in the direction perpendicular to the detection surface 15a is 0 °.
  • the arm portion 13 is in a direction perpendicular to the detection surface 15a.
  • the control unit 8a outputs a control signal to the radiation source controller 32 so as to irradiate an amount of radiation corresponding to the imaging conditions, and controls the detector controller 33 to read out a radiation image. Is output.
  • an amount of radiation corresponding to the imaging conditions is emitted from the radiation source 17, and a radiation image obtained by imaging the breast M from the direction where the imaging angle ⁇ ′ is 0 ° is detected by the radiation detector 15.
  • the compression plate 18 When imaging is completed, the compression plate 18 is moved to release the compression of the breast M, and the radiation image data is read out by the detector controller 33 and stored in the radiation image storage unit 8b.
  • the radiographic image data having an imaging angle ⁇ ′ of 0 ° serves as both an image for two-dimensional observation and one image for stereoscopic display.
  • the afterimage of the radiation detector 15 is reduced.
  • imaging with a low radiation dose and imaging with a high radiation dose are continuously performed, a low radiation dose is obtained. If imaging is performed first, the influence of the afterimage of the radiation detector 15 during subsequent imaging can be suppressed.
  • the radiographic image data with an imaging angle of 0 ° that serves as both an image for two-dimensional observation and one image for stereoscopic display is maintained only for stereoscopic display while maintaining high image quality.
  • the exposure dose of the patient when acquiring a stereo image can be reduced by reducing the radiation dose to be irradiated.
  • the amount of radiation at the time of capturing a radiographic image used only for stereoscopic display is set to 25% or more of the amount of radiation at the time of capturing a radiographic image used for both two-dimensional observation and stereoscopic display. The visual display quality is also maintained.
  • the radiation dose at the time of capturing a radiographic image used only for stereoscopic display may be 80% or more of the radiation dose at the time of capturing a radiographic image used for both two-dimensional observation and stereoscopic display.
  • the inventor of the present invention sets the radiation dose when the imaging angle is 4 ° to 25% or more of the radiation dose when the imaging angle is 0 °, Has been found to be preferably 30% or more.
  • the present inventor evaluated the observation result of the stereo image under each radiation dose condition according to the following procedure.
  • (1) Take an image at an angle of 0 ° and obtain a radiation image
  • (2) Shooting with varying radiation dose at an imaging angle of 4 °, and acquiring radiation images under each radiation dose condition (3)
  • a stereo image for each radiation dose condition is displayed using a radiation image acquired at an imaging angle of 0 ° and a radiation image acquired at each radiation dose condition at an imaging angle of 4 °.
  • the radiation dose at the imaging angle of 4 ° can be reduced to 30% of the radiation dose at the imaging angle of 0 °. It was found that there was no statistically significant difference in evaluation results between observation of stereo images and observation of two-dimensional images. On the other hand, considering that there are variations in evaluation results among doctors, it was estimated that the image quality was acceptable even when the radiation dose at an imaging angle of 4 ° was about 25% of the radiation dose at an imaging angle of 0 °.
  • the tube voltage is optimized according to the object to be imaged (observed), the resolution of the radiation image is reduced by binning reading of pixels, and the image quality of each radiation image is optimized by adjusting the image processing conditions. It is preferable to suppress deterioration in image quality due to shooting at a low dose by appropriately combining the conversion and the like.
  • the radiographic image capturing apparatus of the present invention is a mammographic image capturing apparatus.
  • the subject is not limited to the breast, and for example, a radiographic image capturing apparatus that captures the chest, head, or the like is used. Is also possible.

Abstract

【課題】立体視画像を表示するための右目用画像および左目用画像の２枚の画像の放射線画像データを取得する装置において、患者の被曝量を低減させる。 【解決手段】撮影角度が４°の放射線画像データは、立体視表示するための一方の画像としてのみに用いられるものであるため、放射線源コントローラ（３２）によって放射線源（１７）から撮影条件に応じた量よりも低くした量、かつ、その撮影条件に応じた量の２５％以上の量の放射線を照射させて撮影を行なう。撮影角度が０°の放射線画像データは、２次元観察用の画像と立体視表示するための一方の画像とを兼ねるものであるため、放射線源コントローラ（３２）によって放射線源（１７）から撮影条件に応じた量の放射線を照射させて撮影を行なう。

Description

放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法
 
本発明は、立体視画像を表示するための右目用画像および左目用画像の２枚の画像の画像データを取得するための放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法に関するものである。
 
従来、複数の画像を組み合わせて表示することにより、視差を利用して立体視できることが知られている。このような立体視できる画像（以下、立体視画像またはステレオ画像という）は、同一の被写体を異なる位置から撮影して取得された互いに視差のある複数の画像に基づいて生成される。
 
そして、このような立体視画像の生成は、デジタルカメラやテレビなどの分野だけでなく、放射線画像撮影の分野においても利用されている。すなわち、被験者に対して互いに異なる方向から放射線を照射し、その被験者を透過した放射線を放射線画像検出器によりそれぞれ検出して互いに視差のある複数の放射線画像を取得し、これらの放射線画像に基づいて立体視画像を生成することが行われている。そして、このように立体視画像を生成することによって奥行感のある放射線画像を観察することができ、より診断に適した放射線画像を観察することができる（例えば特許文献１参照）。
 
また、読影者が立体視をしやすくするため、放射線画像検出器の検出面に垂直な正対方向からＸ線を照射して得られた放射線画像を利き目に与え、正対方向から所定の角度傾けた斜入方向からＸ線を照射して得られた放射線画像を他方の目に与えるようにすることも提案されている（特許文献２参照）。さらに、このとき、通常のマンモグラフィと同じ撮影方向である正対方向の放射線画像の品質を確保するため、正対方向から撮影する場合の放射線量を斜入方向の場合よりも多くすることも提案されている（特許文献２参照）。
特開２０１０－１１０５７１号公報 特開２０１０－１８７７３５号公報
 
ところで、上記のようなステレオ画像を取得する放射線画像撮影装置では、２次元画像のみ取得する通常の放射線画像撮影装置と比較して、取得する画像の枚数が倍以上に多くなるため、患者の被曝量が増加するという問題がある。そこで、本出願人は、上記問題を緩和するという観点から、ステレオ画像のうちの一方の画像の撮影時の放射線量を他方の画像よりも低くすることを提案している。これは、本出願人が見出した、立体視表示の際に左右の画像の画質が一致していなくても立体視表示が可能であるという新たな知見に基づいたものである。
 
一方、低線量で撮影された画像は、高線量で撮影された画像よりも画質が低いため、一方の画像を撮影する際の放射線量を低くしすぎると、立体視表示が困難になり、診断精度の低下が問題となる。
 
すなわち、患者の被曝量の低減と立体視表示の品質の維持とが両立できるような、適切な放射線量を規定する必要があるが、上記の従来技術では、そこまでの検討はなされていなかった。
 
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、患者の被曝量の低減と立体視表示の品質の維持の両立を実現する放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法を提供することを目的とする。
 
本発明の放射線画像撮影装置は、互いに異なる２つの撮影方向から放射線を照射する放射線源と、照射された放射線を検出する放射線検出器と、放射線検出器から出力された放射線画像信号を読み取る信号読取手段と、２つの撮影方向のうちの一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量を、２つの撮影方向のうちの他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量よりも低くするように、放射線源を制御する制御手段とを備えたものであって、上記一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量を上記他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量の２５％以上としたことを特徴とする。
 
ここで、より好ましくは、上記「一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量」を上記「他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量」の３０％程度としてもよい。
 
本発明の放射線画像撮影装置においては、上記２つの撮影方向のうちの他方（放射線量が高い方）の撮影方向での撮影時に取得した放射線画像信号を、２次元観察用画像および立体視画像の片方の画像として兼用することが好ましい。
 
また、上記２つの撮影方向での撮影を連続的に行なう場合に、上記一方（放射線量が低い方）の撮影方向での撮影を先に行なうことが好ましい。
 
また、上記２つの撮影方向のうちの他方（放射線量が高い方）の撮影方向と放射線検出器の検出面に直交する方向とのなす角度が、上記２つの撮影方向のうちの一方（放射線量が低い方）の撮影方向と前記直交する方向とのなす角度よりも小さくすることが好ましい。このとき、上記他方の撮影方向（放射線量が高い方）と放射線検出器の検出面に直交する方向とのなす角度は、０°とすることが好ましい。また、２つの撮影方向のなす角度は、４°以上１５°以下とすることが好ましく、中でも４°とすることが最も好ましい。
 
本発明の放射線画像撮影方法は、互いに異なる２つの撮影方向において放射線源から放射線を照射して撮影を行なう際に、２つの撮影方向のうちの一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量を、２つの撮影方向のうちの他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量よりも低くしたものであって、上記一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量を上記他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量の２５％以上としたことを特徴とする。
 
本発明の放射線画像撮影装置によれば、互いに異なる２つの撮影方向において放射線源から放射線を照射して撮影を行なう際に、２つの撮影方向のうちの一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量を、２つの撮影方向のうちの他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量よりも低くするようにしたので、ステレオ画像を取得する際の患者の被曝量を低減させることができるとともに、上記一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量を上記他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量の２５％以上としたことにより、ステレオ画像を用いた立体視表示の品質も維持される。
 
上記のようなステレオ画像を取得する放射線画像撮影装置においては、精密な診断を行なうための２次元観察用の画像を取得するために放射線画像検出器の正面（撮影方向と検出器の検出面に直交する方向とのなす角度が０°）からの撮影、およびステレオ画像を取得するために輻輳角（撮影方向と検出器の検出面に直交する方向とのなす角度が例えば±２°）を設けた２枚の撮影を行なうことが一般的である。この場合、一連の撮影において合計３枚の画像を取得する必要があるので、取得枚数を減らすために、放射線画像検出器の正面から撮影した画像について、２次元観察用の画像と立体視画像の片方の画像とを兼ねるようにすることにより、一連の撮影において合計２枚の画像を取得するだけでよくなる。このような態様とする場合、上記２つの撮影方向のうちの他方（放射線量が高い方）の撮影方向での撮影時に取得した放射線画像信号を、２次元観察用画像および立体視画像の片方の画像として兼用することで、２次元観察用画像の画質の低下を招かないようにすることができるため、診断に影響を及ぼすことがなくなる。
 
また、低い放射線量で撮影を行なった場合には放射線画像検出器の残像が少なくなるため、上記２つの撮影方向での撮影を連続的に行なう場合に、上記２つの撮影方向のうちの一方（放射線量が低い方）の撮影方向での撮影を先に行なうようにすれば、後の上記他方（放射線量が高い方）の撮影方向での撮影時における放射線画像検出器の残像の影響を抑えることができる。
 
本発明の放射線画像撮影方法によれば、互いに異なる２つの撮影方向において放射線源から放射線を照射して撮影を行なう際に、２つの撮影方向のうちの一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量を、２つの撮影方向のうちの他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量よりも低くするようにしたので、ステレオ画像を取得する際の患者の被曝量を低減させることができるとともに、上記一方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量を上記他方の撮影時に放射線源から照射させる放射線量の２５％以上としたことにより、ステレオ画像を用いた立体視表示の品質も維持される。
本発明の放射線画像撮影表示システムの一実施の形態を用いたステレオ乳房画像撮影表示システムの概略構成図 図１に示すステレオ乳房画像撮影表示システムのアーム部を図１の右方向から見た図 図１に示すステレオ乳房画像撮影表示システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図
 
以下、図面を参照して本発明の放射線画像撮影装置の一実施の形態を用いたステレオ乳房画像撮影表示システムについて説明する。まず、本実施の形態の乳房画像撮影表示システム全体の概略構成について説明する。図１は乳房画像撮影表示システムの概略構成を示す図、図２は図１に示すステレオ乳房画像撮影表示システムのアーム部を図１の右方向から見た図、図３は図１に示すステレオ乳房画像撮影表示システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図である。
 
本実施形態の乳房画像撮影表示システム１は、図１に示すように、乳房画像撮影装置１０と、乳房画像撮影装置１０に接続されたコンピュータ８と、コンピュータ８に接続されたモニタ９および入力部７とを備えている。
 
そして、乳房画像撮影装置１０は、図１に示すように、基台１１と、基台１１に対し上下方向（Ｚ方向）に移動可能であり、かつ回転可能な回転軸１２と、回転軸１２により基台１１と連結されたアーム部１３を備えている。なお、図２には、図１の右方向から見たアーム部１３を示している。
 
アーム部１３はアルファベットのＣの形をしており、その一端には撮影台１４が、その他端には撮影台１４と対向するように放射線照射部１６が取り付けられている。アーム部１３の回転および上下方向の移動は、基台１１に組み込まれたアームコントローラ３１により制御される。
 
撮影台１４の内部には、フラットパネルディテクタ等の放射線画像検出器１５と、放射線画像検出器１５からの電荷信号の読み出しを制御する検出器コントローラ３３が備えられている。また、撮影台１４の内部には、放射線画像検出器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や、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や、電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部などが設けられた回路基板なども設置されている。
 
また、撮影台１４はアーム部１３に対し回転可能に構成されており、基台１１に対してアーム部１３が回転したときでも、撮影台１４の向きは基台１１に対し固定された向きとすることができる。
 
放射線画像検出器１５は、放射線画像の記録と読出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接変換型の放射線画像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、いわゆる間接変換型の放射線画像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・オフされることによって放射線画像信号が読みだされる、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、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。放射線画像検出器１５から出力された放射線画像信号はＡＤ変換されて放射線画像データとされる。
 
放射線照射部１６の中には放射線源１７と、放射線源コントローラ３２が収納されている。放射線源コントローラ３２は、放射線源１７から放射線を照射するタイミングと、放射線源１７における放射線発生条件（管電圧、管電流、時間、管電流時間積等）を制御するものである。
 
また、アーム部１３の中央部には、撮影台１４の上方に配置されて乳房Ｍを押さえつけて圧迫する圧迫板１８と、その圧迫板１８を支持する支持部２０と、支持部２０を上下方向（Ｚ方向）に移動させる移動機構１９が設けられている。圧迫板１８の位置、圧迫圧は、圧迫板コントローラ３４により制御される。
 
コンピュータ８は、中央処理装置（ＣＰＵ）および半導体メモリやハードディスクやＳＳＤ等のストレージデバイスなどを備えており、これらのハードウェアによって、図３に示すような制御部８ａ、放射線画像記憶部８ｂおよび画像処理部８ｃが構成されている。
 
制御部８ａは、各種のコントローラ３１～３４に対して所定の制御信号を出力し、システム全体の制御を行うものである。具体的な制御方法については後で詳述する。放射線画像記憶部８ｂは、放射線画像検出器１５によって取得された撮影角度毎の放射線画像データを記憶するものである。画像処理部８ｃは、放射線画像データに対して種々の画像処理を施すためのものである。
 
入力部７は、たとえば、キーボードやマウスなどのポインティングデバイスから構成されるものであり、撮影者による撮影条件などの入力や操作指示の入力なども受け付けるものである。
 
モニタ９は、コンピュータ８から出力された２つの放射線画像データを用いて、撮影方向毎の放射線画像をそれぞれ２次元画像として表示することにより、ステレオ画像を表示するように構成されたものである。
 
ステレオ画像を表示する構成としては、たとえば、２つの画面を用いて２つの放射線画像データに基づく放射線画像をそれぞれ表示させて、これらをハーフミラーや偏光グラスなどを用いることで一方の放射線画像は観察者の右目に入射させ、他方の放射線画像は観察者の左目に入射させることによってステレオ画像を表示する構成を採用することができる。
 
または、たとえば、２つの放射線画像を所定の視差量だけずらして重ね合わせて表示し、これを偏光グラスで観察することでステレオ画像を生成する構成としてもよいし、もしくはパララックスバリア方式およびレンチキュラー方式のように、２つの放射線画像を立体視可能な３Ｄ液晶に表示することによってステレオ画像を生成する構成としてもよい。
 
また、ステレオ画像を表示する装置と２次元画像を表示する装置とは別個に構成するようにしてもよいし、同じ画面上で表示できる場合には同じ装置として構成するようにしてもよい。
 
次に、本実施形態の乳房画像撮影表示システムの作用について説明する。
 
最初に撮影台１４の上に乳房Ｍが設置され、圧迫板１８により乳房Ｍが所定の圧力によって圧迫される。
 
次に、入力部７おいて、２つの異なる撮影方向がなす角度（以下、輻輳角θという）および輻輳角θを構成する撮影角度θ'の組み合わせを含む種々の撮影条件が入力された後、撮影開始の指示が入力される。
 
そして、入力部７において撮影開始の指示があると、乳房Ｍのステレオ画像の撮影が行われる。具体的には、まず、制御部８ａが、輻輳角θと輻輳角θを構成する撮影角度θ'の情報をアームコントローラ３１に出力する。なお、本実施の形態においては、撮影枚数を減らすべく２次元観察用の画像と立体視表示するための一方の画像とを兼ねるようにするため、このときの輻輳角θの情報としてθ＝４°、輻輳角θを構成する撮影角度θ’の組み合わせとしてθ’＝０°とθ’＝４°の組み合わせが設定されているものとするが、これに限られるものではなく、撮影者は入力部７において任意の輻輳角θを設定可能である。なお、輻輳角θは小さすぎても大きすぎても適切な立体視を行なわせることが難しくなるため、４°以上１５°以下に設定されることが望ましい。また、撮影角度θ’の組み合わせについても、一方の撮影角度θ’が他方の撮影角度θ’よりも小さいものである限り、特に限定されるものではない。なお、撮影角度θ’の組み合わせとしては、上記の一方の撮影角度θ’、すなわち２次元観察用の画像を撮影するための撮影角度θ’は０°とすることが望ましい。これは、放射線画像検出器１５の正面から撮影した画像が、最も２次元観察に適しているからである。
 
アームコントローラ３１において、制御部８ａから出力された輻輳角θの情報が受け付けられ、アームコントローラ３１は、この輻輳角θの情報に基づいて、アーム部１３を検出面１５ａに垂直な方向に対して４°傾く撮影角度θ'となる制御信号を出力する。
 
アームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が４°回転する。続いて制御部８ａは、放射線源コントローラ３２に対して撮影条件に応じた量よりも低くした量で、かつ、その撮影条件に応じた量の２５％以上となる所定の量の放射線の照射を行うよう制御信号を出力するとともに、検出器コントローラ３３に対して放射線画像の読出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、放射線源１７から上記所定量の放射線が照射され、乳房Ｍを撮影角度θ'が４°の方向から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線画像データが読み出され、放射線画像記憶部８ｂに記憶される。なお、撮影角度θ'が４°の放射線画像データは、立体視表示するための一方の画像としてのみに用いられるものとなる。
 
なお、撮影条件に応じた量よりも低くした量の放射線の照射を行う場合は、通常撮影時と比較して照射強度を変えずに照射時間のみ短くして放射線の照射を行うようにしてもよいし、通常撮影時と比較して照射時間を変えずに照射強度のみ弱くして放射線の照射を行うようにしてもよいし、通常撮影時と比較して照射強度を弱くするとともに照射時間も短くして放射線の照射を行うようにしてもよい。　続いて、アームコントローラ３１は、アーム部１３が撮影台１４に垂直な方向となるよう制御信号を出力する。すなわち、本実施形態においては、アーム部１３を検出面１５ａに垂直な方向とする撮影角度θ'が０°となる制御信号を出力する。
 
アームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が検出面１５ａに対して垂直な方向となる。続いて制御部８ａは、放射線源コントローラ３２に対して撮影条件に応じた量の放射線の照射を行うよう制御信号を出力するとともに、検出器コントローラ３３に対して放射線画像の読出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、放射線源１７から撮影条件に応じた量の放射線が照射され、乳房Ｍを撮影角度θ'が０°の方向から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出される。撮影が終了すると圧迫板１８を移動させて乳房Ｍの圧迫を解除するとともに、検出器コントローラ３３によって放射線画像データが読み出され、放射線画像記憶部８ｂに記憶される。なお、撮影角度θ'が０°の放射線画像データは、２次元観察用の画像と立体視表示するための一方の画像とを兼ねるものとなる。
 
低い放射線量で撮影を行なった場合には放射線検出器１５の残像が少なくなるため、このように、低い放射線量での撮影および高い放射線量での撮影を連続的に行なう場合に、低い放射線量での撮影を先に行なうようにすれば、後の撮影時における放射線検出器１５の残像の影響を抑えることができる。
 
そして、ユーザーからステレオ画像表示が要求された際には、コンピュータ８の放射線画像記憶部８ｂに記憶された２つの放射線画像データが放射線画像記憶部８ｂから読み出された後、所定の信号処理が施されてモニタ９に出力され、モニタ９において、乳房Ｍのステレオ画像が表示される。
 
また、ユーザーから２次元画像表示が要求された際には、コンピュータ８の放射線画像記憶部８ｂに記憶された２つの放射線画像データのうち撮影角度θ'が０°の放射線画像データが放射線画像記憶部８ｂから読み出された後、所定の信号処理が施されてモニタ９に出力され、モニタ９において、乳房Ｍの２次元画像が表示される。
 
このような構成とすることにより、２次元観察用の画像と立体視表示するための一方の画像とを兼ねる撮影角度０°の放射線画像データについては高画質を維持しつつ、立体視表示のみに用いる放射線画像データについては照射する放射線量を低くした分、ステレオ画像を取得する際の患者の被曝量を低減させることができる。一方、立体視表示のみに用いる放射線画像の撮影の際の放射線量を、２次元観察と立体視表示との両方に用いる放射線画像の撮影の際の放射線量の２５％以上としたことにより、立体視表示の品質も維持される。
 
上記実施形態において、立体視表示のみに用いる放射線画像の撮影の際の放射線量を、２次元観察と立体視表示との両方に用いる放射線画像の撮影の際の放射線量の８０％以上としてもよい。
 
なお、本発明の発明者は、以下のようにして、ステレオ画像の品質の観点からは、撮影角度４°の場合の放射線量を、撮影角度０°の場合の放射線量の２５％以上、さらには３０％以上とすることが好ましいという知見を得ている。
 
具体的には、本発明者は以下の手順で、各放射線量条件下でのステレオ画像の観察結果の評価を行った。 (1) 撮影角度０°で撮影を行い、放射線画像を取得する
(2) 撮影角度４°における放射線量を変化させて撮影を行い、各放射線量条件で放射線画像を取得する
(3) 撮影角度０°で取得された放射線画像のみを２次元表示させる。
(4) 撮影角度０°で取得された放射線画像と、撮影角度４°の各放射線量条件で取得された放射線画像とを用いて、上記放射線量条件毎のステレオ画像を表示させる
(5) ５名の医師が、２次元画像の観察（上記(3)）と、各放射線量条件下でのステレオ画像の観察（上記(4)）とを行い、以下の評価項目に基づいて各観察結果を評価する
・石灰化と断定できるものの多さ
・形状判定の容易さ
・鮮明性と腫瘤の辺縁判定の容易さ
・乳腺とのコントラスト
・構築の乱れ
 
このような手順で得られた上記放射線量条件毎の評価結果に対して有意差検定を行った結果、撮影角度４°における放射線量を撮影角度０°における放射線量の３０％まで低減しても、ステレオ画像の観察と２次元画像の観察との間で、評価結果に統計的に有意な差はないことがわかった。一方、医師によって評価結果のばらつきがあること等に鑑みれば、撮影角度４°における放射線量を撮影角度０°における放射線量の２５％程度としても許容しうる画質であることが推測された。
 
また、上記の実施の形態において、撮影（観察）対象に応じた管電圧の最適化や、画素のビニング読取り等による放射線画像の低解像度化、画像処理条件の調整による各放射線画像の画質の最適化等を適宜組み合わせて行うことにより、低線量での撮影による画質の低下を抑制することが好ましい。
 
なお、上記実施の形態においては、本発明の放射線画像撮影装置を乳房画像撮影装置としているが、被検体としては乳房に限らず、たとえば胸部や頭部等を撮影する放射線画像撮影装置を用いることも可能である。

Claims (10)

  1. 互いに異なる２つの撮影方向から放射線を照射する放射線源と、
    前記照射された放射線を検出する放射線検出器と、
    該放射線検出器から出力された放射線画像信号を読み取る信号読取手段と、
    前記２つの撮影方向のうちの一方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量を、前記２つの撮影方向のうちの他方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量よりも低くするように、前記放射線源を制御する制御手段とを備えた放射線画像撮影装置であって、
    前記一方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量が、前記他方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量の２５％以上であることを特徴とする放射線画像撮影装置。
  2. 前記一方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量が、前記他方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量の３０％以上であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
  3. 前記２つの撮影方向のうちの他方の撮影方向での撮影時に取得した放射線画像信号を、２次元観察用画像および立体視画像の片方の画像として兼用することを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影装置。
  4. 前記２つの撮影方向での撮影を連続的に行なう場合に、前記一方の撮影方向での撮影を先に行なうことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
  5. 前記２つの撮影方向のうちの他方の撮影方向と前記放射線検出器の検出面に直交する方向とのなす角度が、前記２つの撮影方向のうちの一方の撮影方向と前記直交する方向とのなす角度よりも小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
  6. 前記他方の撮影方向と前記放射線検出器の検出面に直交する方向とのなす角度が、０°であることを特徴とする請求項５記載の放射線画像撮影装置。
  7. 前記２つの撮影方向のなす角度が、４°以上１５°以下であることを特徴とする請求項５または６記載の放射線画像撮影装置。
  8. 前記２つの撮影方向のなす角度が４°であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
  9. 前記２つの撮影方向のうちの他方の撮影方向において取得された放射線画像信号を、２次元観察用画像および立体視画像の片方の画像として兼用すること特徴とする請求項５から８のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
  10. 互いに異なる２つの撮影方向において放射線源から放射線を照射して撮影を行なう際に、前記２つの撮影方向のうちの一方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量を、前記２つの撮影方向のうちの他方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量よりも低くする放射線画像撮影方法であって、
    前記一方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量を、前記他方の撮影時に前記放射線源から照射させる放射線量の２５％以上としたことを特徴とする放射線画像撮影方法。
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