JP5623974B2 - 画像生成装置、放射線画像撮影システム、画像生成プログラム、及び画像生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像生成装置、放射線画像撮影システム、画像生成プログラム、及び画像生成方法に係り、特に被写体に対して異なる角度から放射線を照射して撮影された放射線画像から断層画像を生成する画像生成装置、放射線画像撮影システム、画像生成プログラム、及び画像生成方法に関する。

従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。この種の放射線画像撮影装置として、例えば、乳がんの早期発見等を目的として被験者の乳房を撮影するマンモグラフィが挙げられる。また、当該マンモグラフィにおいて、被験者の乳房を複数の角度から撮影するトモシンセシス撮影を行う技術が知られている。

この複数の角度から画像を取得するトモシンセシス撮影により取得された乳房のスライス画像は高濃度（乳腺が多い）な乳房（いわゆるＤｅｎｓｅ乳房）に対して特に有効であるとされている。この理由として、１つの角度から撮影された場合には、乳腺は透過率が低く、例えば腫瘤等が乳腺の存在によって隠れてしまい画像に反映されずに誤診につながるおそれがあるが、複数の角度から撮影することによりこの腫瘤が画像に反映されやすくなることが挙げられる。

トモシンセシス撮影では、被写体に対して異なる角度から放射線を照射して撮影された放射線画像から再構成して、所定のスライス間隔で撮影面に平行な断層画像を生成する。

例えば、特許文献１には、用途等に応じてスライス間隔を可変として断層画像を生成する技術が記載されている。

また、特許文献２には、第１のスライス間隔で複数の断層画像を生成した上で、関心領域が検出された領域については第１のスライス間隔よりも細かい第２のスライス間隔で断層画像を生成する技術が記載されている。

特開２００７−２０３０４６号公報 特開２００８−１１００９８号公報

例えば、腫瘤等のユーザが観察を行いたい関心物よりもスライス間隔が大きい場合等、スライス間隔やスライス位置が不適切な場合がある。このように不適切なスライス間隔やスライス位置で生成された断層画像には、関心物が適切に映りこんでいない場合がある。

本発明は、関心物が適切に映り込んでいる断層画像を生成することができる画像生成装置、放射線画像撮影システム、画像生成プログラム、及び画像生成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像生成装置は、放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において前記放射線照射部から前記放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して前記放射線画像検出器から取得した複数の放射線画像のうち少なくとも２枚の前記被写体の関心物が撮影されている放射線画像から前記関心物を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記放射線画像検出器の検出面と交差する方向の前記関心物の位置を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した前記関心物の前記検出面と交差する方向の位置を基準位置とし、前記検出手段で検出された前記関心物が撮影されている放射線画像に基づいて、前記関心物の大きさを検出し、検出した前記関心物の大きさに応じて、前記基準位置からのスライス間隔を決定する決定手段と、前記複数の放射線画像に基づいて、前記被写体の前記放射線画像検出器の検出面を基準として前記決定手段で決定したスライス間隔で再構成した断層画像を生成する断層画像生成手段と、を備える。

放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において放射線照射部から放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して放射線画像検出器により複数の放射線画像が撮影される。検出手段は、放射線画像検出器から取得した複数の放射線画像のうち少なくとも２枚の被写体の関心物が撮影されている放射線画像から関心物を検出する。算出手段は、検出手段の検出結果に基づいて、放射線画像検出器の検出面と交差する方向の関心物の位置を算出する。決定手段は、算出手段が算出した関心物の検出面と交差する方向の位置を基準位置とし、検出手段で検出された関心物が撮影されている放射線画像に基づいて、関心物の大きさを検出し、検出した関心物の大きさに応じて、基準位置からのスライス間隔を決定する。断層画像生成手段は、複数の放射線画像に基づいて、被写体の放射線画像検出器の検出面を基準として決定手段で決定したスライス間隔で再構成した断層画像を生成する。

例えば、関心物の大きさよりもスライス間隔が大きい場合、生成された断層画像に関心物が映っていない場合がある。また、関心物の大きさよりもスライス間隔が小さい場合であっても、スライス間隔が適切でない場合、例えば、関心物の端部のみが映っている断層画像が生成されてしまう場合がある。

これに対して本発明では、検出手段で検出した関心物の大きさに応じて決定手段が決定したスライス間隔で断層画像生成手段が断層画像を生成するため、関心物が適切に映り込んでいる断層画像を生成することができる。

また、算出手段が放射線画像検出器の検出面と交差する方向の関心物の位置を算出し、決定手段が、関心物の検出面と交差する方向の位置を基準位置とし、基準位置からのスライス間隔を決定するため、より、適切に関心物が適切に映り込んでいる断層画像を生成することができる。

また、本発明の画像生成装置は、前記決定手段は、前記関心物が含まれる関心領域の前記スライス間隔として第１スライス間隔を生成すると共に、前記関心物が含まれない非関心領域の前記スライス間隔として前記第１スライス間隔よりも大きい第２スライス間隔と、を決定することができる。

非関心領域は、医師等のユーザにとって、関心領域に比べて注意の程度が低い場合が多い、そこで、注意を要する関心領域の第１スライス間隔は小さくして、細かく読影できるようにし、注意の程度が関心領域よりも低い非関心領域の第２スライス間隔を大きくすることにより、断層画像の枚数が増加するのを抑制することができる。

また、本発明の画像生成装置は、前記複数の放射線画像のうち、前記関心物が撮影されている放射線画像を表示手段に表示させる指示を行う表示指示手段を備え、前記検出手段は、前記表示指示手段の指示に応じて前記表示手段に表示された前記関心物が撮影されている放射線画像から前記関心物の大きさを検出するようにすることができる。

本発明の放射線画像撮影システムは、放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において前記放射線照射部から前記放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して前記放射線画像検出器により、複数の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置が撮影した複数の放射線画像から断層画像を生成する、本発明の画像生成装置と、を備える。

本発明の画像生成プログラムは、コンピュータを、放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において前記放射線照射部から前記放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して前記放射線画像検出器から取得した複数の放射線画像のうち少なくとも２枚の前記被写体の関心物が撮影されている放射線画像から前記関心物を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記放射線画像検出器の検出面と交差する方向の前記関心物の位置を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した前記関心物の前記検出面と交差する方向の位置を基準位置とし、前記検出手段で検出された前記関心物が撮影されている放射線画像に基づいて、前記関心物の大きさを検出し、検出した前記関心物の大きさに応じて、前記基準位置からのスライス間隔を決定する決定手段と、前記複数の放射線画像に基づいて、前記被写体の前記放射線画像検出器の検出面を基準として前記決定手段で決定したスライス間隔で再構成した断層画像を生成する断層画像生成手段と、して機能させるためのものである。

本発明の画像生成方法は、放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において前記放射線照射部から前記放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して前記放射線画像検出器から取得した複数の放射線画像のうち少なくとも２枚の前記被写体の関心物が撮影されている放射線画像から前記関心物を検出する検出工程と、前記検出工程の検出結果に基づいて、前記放射線画像検出器の検出面と交差する方向の前記関心物の位置を算出する算出工程と、前記算出工程で算出した前記関心物の前記検出面と交差する方向の位置を基準位置とし、前記検出工程で検出された前記関心物が撮影されている放射線画像に基づいて、前記関心物の大きさを検出し、検出した前記関心物の大きさに応じて、前記基準位置からのスライス間隔を決定する決定工程と、前記複数の放射線画像に基づいて、前記被写体の前記放射線画像検出器の検出面を基準として前記決定工程で決定したスライス間隔で再構成した断層画像を生成する断層画像生成工程と、を備える。

以上説明したように、本発明によれば関心物が適切に映り込んでいる断層画像を生成することができる、という効果が得られる。

本実施の形態の放射線画像撮影装置の構成の一例を示す平面図である。 本実施の形態の放射線画像撮影装置の撮影時における構成の一例を示す図である。 本実施の形態の放射線画像撮影装置の撮影時の説明を行うための説明図である。 本実施の形態の放射線画像撮影システムの構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態の断層画像生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の画像処理装置における断層画像生成処理で用いる撮影済みの２枚の放射線画像の種類の組み合わせの例を説明するための説明図である。 本実施の形態の断層画像生成処理において、表示装置のディスプレイに表示させる撮影済画像の具体的例を説明するための説明図である。 本実施の形態の断層画像生成処理において断層画像を生成するスライス位置の具体的一例を説明するための説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態は本発明を限定するものではない。

図１〜図３に示すように、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０は、被験者Ｗが立った立位状態において、当該被験者Ｗの乳房Ｎ、を放射線（例えば、Ｘ線）により撮影する装置であり、例えば、マンモグラフィと称される。なお、以下では、撮影の際に放射線画像撮影装置１０に被験者Ｗが対面した場合の被験者Ｗに近い手前側を放射線画像撮影装置１０の装置前方側とし、放射線画像撮影装置１０に被験者Ｗが対面した場合の被験者Ｗから離れた奥側を放射線画像撮影装置１０の装置後方側とし、放射線画像撮影装置１０に被験者Ｗが対面した場合の被験者Ｗの左右方向を放射線画像撮影装置１０の装置左右方向として説明する（図１〜図３の各矢印参照）。

また、放射線画像撮影装置１０の撮影対象は、乳房Ｎに限られず、例えば、身体の他の部位、物体であってもよい。また、放射線画像撮影装置１０としては、被験者Ｗがイス（車イスを含む）等に座った座位状態において、その被験者Ｗの乳房Ｎを撮影する装置であってもよく、少なくとも被験者Ｗの上半身が立位した状態でその被験者Ｗの乳房Ｎが左右別個に撮影可能な装置であればよい。

放射線画像撮影装置１０は、図１に示すように、装置前方側に設けられた側面視略Ｃ字状の測定部１２と、測定部１２を装置後方側から支える基台部１４と、を備えている。

測定部１２は、立位状態にある被験者Ｗの乳房Ｎと当接する平面状の撮影面２０が形成された撮影台２２と、乳房Ｎを撮影台２２の撮影面２０との間で圧迫するための圧迫板２６と、撮影台２２及び圧迫板２６を支持する保持部２８と、を備えて構成されている。なお、圧迫板２６には、放射線を透過する部材が用いられる。

また、測定部１２は、管球などの放射線源３０（図４参照）が設けられ、放射線源３０から撮影面２０に向けて検査用の放射線を照射する放射線照射部２４と、保持部２８とは分離され放射線照射部２４を支持する支持部２９とを備えている。

測定部１２には、基台部１４に回動可能に支えられている回動軸１６が設けられている。回動軸１６は、支持部２９に対して固定されており、回動軸１６と支持部２９は一体に回動するようになっている。

保持部２８に対しては、回動軸１６が連結されて一体に回動する状態と、回動軸１６が分離されて空転する状態とに切り替え可能とされている。具体的には、回動軸１６及び保持部２８にそれぞれギアが設けられ、このギア同士の噛合状態・非噛合状態を切替えるようになっている。

なお、回動軸１６の回動力の伝達・非伝達の切替えは、種々の機械要素を用いることができる。

保持部２８は、撮影面２０と放射線照射部２４とが所定間隔離れるように撮影台２２と放射線照射部２４とを支持するとともに、圧迫板２６と撮影面２０との間隔が可変であるように圧迫板２６をスライド移動可能に保持している。

乳房Ｎが当接する撮影面２０は、放射線透過性や強度の観点から、例えば、カーボンで形成されている。撮影台２２の内部には、乳房Ｎ及び撮影面２０を通過した放射線が照射され、その放射線を検出する放射線検出器４２が配置されている。放射線検出器４２が検出した放射線が可視化されて放射線画像が生成される。

本実施の形態の放射線画像撮影装置１０は、少なくとも、被写体としての乳房Ｎに対して、複数の方向から撮影を行うことができる装置とされている。図２、図３は、それぞれ、当該撮影時における放射線画像撮影装置１０の姿勢、当該撮影時における放射線照射部２４の位置を示している。図２及び図３に示すように、当該撮影は、放射線照射部２４を支持するとともに、保持部２８を介して撮影台２２を支持する支持部２９を傾けて撮影を行うものである。

放射線撮影装置１０では、図３に示すように、乳房Ｎに対して複数の方向から撮影（トモシンセシス撮影）を行う場合、保持部２８に対して回動軸１６が空転して撮影台２２と圧迫板２６が動かず、支持部２９が回動することにより放射線照射部２４のみが円弧状に移動する。なお、本実施の形態では、図３に示すように角度αから所定角度θずつ撮影位置を移動させて、放射線照射部２４の位置がＰ１〜ＰＮのＮ箇所で撮影が行われる。

また、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、乳房Ｎに対して、ＣＣ（Ｃｒａｎｉｏ ＆ Ｃａｕｄａｌ：頭尾方向)撮影とＭＬＯ（Ｍｅｄｉｏｌａｔｅｒａｌ−Ｏｂｌｉｑｕｅ：内外斜位方向）撮影との両者を行うことができる装置とされている。なお、ＣＣ撮影時においては、撮影面２０が上方を向いた状態に保持部２８の姿勢が調整されると共に、放射線照射部２４が撮影面２０に対して上方に位置する状態に保持部２８の姿勢が調整される。これにより、立位状態の被験者Ｗの頭側から足側に向かって、放射線照射部２４から乳房Ｎへ放射線が照射されて、ＣＣ撮影がなされる。また、ＭＬＯ撮影時では、一般的に、ＣＣ撮影時に比べて撮影台２２を４５°以上９０°未満回転させた状態に保持部２８の姿勢が調整され、撮影台２２の装置前方側の側壁角部２２Ａに被験者Ｗの腋窩を当てるようにポジショニングされる。これにより、被験者Ｗの胴体の軸中心側から外側へ向かって、放射線照射部２４から乳房Ｎへ放射線が照射されて、ＭＬＯ撮影がなされる。

なお、撮影台２２の装置前方側の面には、撮影時において、被験者Ｗの乳房Ｎよりも下方の胸部分を当接させる胸壁面２５が形成されている。胸壁面２５は平面状とされている。

図４には、本実施の形態の放射線画像撮影システム５の構成の一例のブロック図を示す。

本実施の形態の放射線画像撮影システム５は、放射線画像撮影装置１０、画像処理装置５０、及び表示装置８０を備えて構成されている。

放射線画像撮影装置１０は、放射線照射部２４、放射線検出器４２、操作パネル４４、撮影装置制御部４６、及び通信Ｉ／Ｆ部４８を含んで構成されている。

撮影装置制御部４６は、放射線画像撮影装置１０全体の動作を制御する機能を有するものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含むメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等から成る不揮発性の記憶部を備えて構成されている。また、撮影装置制御部４６は、放射線照射部２４、放射線検出器４２、操作パネル４４、及び通信Ｉ／Ｆ部４８と接続されている。

撮影装置制御部４６は、操作パネル４４（曝射スイッチ）によりオペレータから照射指示を受け付けると、指定された曝射条件に基づいて設定された撮影メニュー（詳細後述）に従って、放射線照射部２４に設けられた放射線源３０から撮影面２０に対して放射線を照射させる。

放射線検出器４２は、画像情報を担持する放射線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を出力するものであり、例えば、放射線感応層を配置し、放射線をデジタルデータに変換して出力するＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）として構成されている。放射線検出器４２は、放射線が照射されると、放射線画像を示す画像情報を撮影装置制御部４６へ出力する。本実施の形態では、放射線検出器４２によって、乳房Ｎを透過した放射線の照射を受けて放射線画像を示す画像情報が得られる。

操作パネル４４は、曝射条件や姿勢情報等の各種の操作情報、各種の操作指示等が設定される機能を有するものである。

操作パネル４４で設定される曝射条件には、管電圧、管電流、照射時間、及び姿勢情報等の情報等が含まれている。操作パネル４４で指定される姿勢情報には、乳房Ｎに対して複数の方向から撮影を行う場合の撮影位置（撮影姿勢、角度）を表す情報等が含まれている。

なお、これらの曝射条件、姿勢情報等の各種の操作情報及び各種の操作指示等は、操作パネル４４によりオペレータが設定するようにしてもよいし、他の制御装置（ＲＩＳ：Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、放射線情報システム、放射線を用いた、診療、診断等の情報の管理を行うシステム）等から得るようにしてもよいし、予め記憶部に記憶させておいてもよい。

操作パネル４４から各種情報が設定されると、撮影装置制御部４６は、設定された各種情報に基づいて設定された撮影メニューに従って、放射線照射部２４から放射線を被験者Ｗの撮影部位（乳房Ｎ）に照射させて放射線画像の撮影を実行する。撮影装置制御部４６は、複数の方向から撮影を行う場合には、撮影面２０が上方を向いた状態に保持部２８の姿勢を調整すると共に放射線照射部２４が撮影面２０に対して上方に位置する状態に支持部２９の姿勢を調整する。そして、撮影装置制御部４６は、図３に示すように、支持部２９を回動させて放射線照射部２４を円弧状に角度αから角度θずつ移動させて撮影条件に基づいて放射線照射部２４に設けられた放射線源３０から撮影面２０に対して異なる角度で個別に放射線Ｘを照射させる。これによりＮ枚の放射線画像が得られる。

通信Ｉ／Ｆ部４８は、放射線画像撮影装置１０と、画像処理装置５０と、の間で撮影された放射線画像や各種情報等をネットワーク４９を介して送受信するための機能を有する通信インターフェイスである。

画像処理装置５０は、放射線画像撮影装置１０から取得した放射線画像から、再構成した断層画像を生成する機能を有しており、腫瘤等の関心物を、医師等のユーザが観察するための画像処理を放射線画像に対して行う機能を有している。なお、本実施の形態では、医師等、撮影された放射線画像により腫瘤等の関心物の観察や診断等を行う者をユーザといい、腫瘤等、ユーザの観察対象を関心物といい、関心物が含まれる領域を関心領域という。

画像処理装置５０は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、ＲＡＭ５６、ＨＤＤ５８、通信Ｉ／Ｆ部６０、画像表示指示部６２、指示受付部６４、関心物検出部６６、座標算出部６８、スライス間隔決定部７０、断層画像生成部７２、及び記憶部７４を備えて構成されている。これらは、コントロールバスやデータバス等のバス７５を介して互いに情報等の授受が可能に接続されている。

ＣＰＵ５２は、画像処理装置５０全体の制御等を行うものであり、具体的には、ＲＯＭ５４に格納されているプログラム５５を実行することにより制御を行っている。なお、本実施の形態では、プログラム５５は、予め格納されている構成としているがこれに限らず、プログラム５５をＣＤ−ＲＯＭやリムーバブルディスク等の記録媒体等に記憶しておき記録媒体からＲＯＭ５４等にインストールするようにしてもよいし、インターネット等の通信回線を介して外部装置からＲＯＭ５４等にインストールするようにしてもよい。ＲＡＭ５６は、ＣＰＵ５２でプログラム５５を実行する際の作業用の領域を確保するものである。ＨＤＤ５８は、各種データを記憶して保持するものである。

通信Ｉ／Ｆ部６０は、画像処理装置５０と、放射線画像撮影装置１０と、の間で撮影された放射線画像や各種情報等をネットワーク４９を介して送受信するための機能を有する通信インターフェイスである。

画像表示指示部６２は、放射線画像を表示させるように表示装置８０のディスプレイ８２に指示する機能を有するものである。

本実施の形態の表示装置８０は、撮影された放射線画像の表示を行う機能を有するものであり、放射線画像が表示されるディスプレイ８２及び指示入力部８４を備えて構成されている。また、指示入力部８４は、腫瘤等の関心物を観察したいユーザ（例えば、医師等）が放射線画像の表示に関する指示を入力するための機能を有するものであり、例えば、タッチディスプレイや、キーボード、及びマウス等が挙げられる。

指示受付部６４は、表示装置８０の指示入力部８４により入力されたユーザからの指示を受け付ける機能を有するものである。

関心物検出部６６は、放射線画像撮影装置１０により撮影された被験者Ｗの関心物が撮影されている放射線画像から、関心物（関心物の投影画像）を検出する機能を有する（詳細後述）。

座標算出部６８は、被験者Ｗの乳房Ｎ中（撮影のために圧迫された状態における乳房Ｎ中）における関心物の位置（本実施の形態では、関心物の中心の位置）の３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）を、被験者Ｗに異なる角度から放射線を照射して撮影された少なくとも２枚の放射線画像から検出する機能を有するものである。３次元座標の検出方法は、まず、関心物の２次元座標（ｘ、ｙ）を算出する。次にｚ座標を、当該２次元座標、放射線源３０の管球の回転中心から焦点までの距離、及びＳＩＤ（管球の焦点から受像面間距離）を用いて、公知の三次元位置の算出方法に基づいて、算出すればよい。

スライス間隔決定部７０は、関心物検出部６６で検出した関心物の大きさを（本実施の形態では、直径）を検出し、検出した直径に応じて、当該関心物が含まれる関心領域のスライス間隔、及び当該関心物が含まれない非関心領域のスライス間隔を決定する機能を有するものである。本実施の形態では、関心領域のスライス間隔は、関心物の観察にかかわるため、関心物の大きさ、関心物の種類や状態等に応じて、予め医師等のユーザの所望により定められる。当該スライス間隔は、腫瘤の臨床データ等に基づいて定められることが好ましい。なお、本実施の形態では、関心領域のスライス枚数と、関心領域の大きさ（直径）とに基づいて、関心領域のスライス間隔を決定する。なお、本実施の形態では、関心領域のスライス枚数は、表示装置８０の指示入力部８４等を用いてユーザによる指示が可能とされている。

また、非関心領域のスライス間隔は、スライス枚数の全数から関心領域のスライス枚数を除いた残りの枚数と、非関心領域の大きさとに基づいて、決定する。なお、本実施の形態では、スライス枚数の全数は、表示装置８０の指示入力部８４等を用いてユーザによる指示が可能とされている。

なお、本実施の形態では、関心領域のスライス間隔は、非関心領域のスライス間隔よりも小さい。

断層画像生成部７２は、トモシンセシス撮影により得られた複数の放射線画像から、断層画像を再構成して、スライス間隔決定部７０で決定したスライス間隔で撮影面２０に平行な断層画像を生成する機能を有するものである。なお、本実施の形態では、「平行」としているが、略平行も含むものとする。

断層画像生成部７２は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎの位置で撮影された複数の放射線画像Ｉから断層画像を生成する。放射線源３０が各位置から放射線を照射する撮影角度によって、関心物が放射線画像上に投影される位置が異なる。そこで、断層画像生成部７２では、放射線画像撮影装置１０から当該放射線画像を撮影した際の撮影条件を取得し、当該撮影条件に含まれる撮影角度に基づいて、複数の放射線画像間における関心物の移動量を算出して、公知の再構成方法に基づいて断層画像の再構成を行う。

記憶部７４は、放射線画像撮影装置１０で撮影した放射線画像を記憶する機能を有するものであり、例えば、ハードディスク等の大容量記憶装置である。また、本実施の形態では、記憶部７４には、放射線画像撮影装置１０で放射線画像の撮影を行った際の撮影条件（撮影角度等）も記憶されている。

次に、本実施の形態の放射線画像撮影システム５の作用について図面を参照して説明する。

放射線画像の撮影を行なう場合、放射線画像撮影装置１０は、撮影メニューが設定されると、撮影メニューに従って撮影が実行される。

放射線撮影装置１０は、乳房Ｎに対して複数の方向から撮影を行う撮影指示が入力された場合、図２に示すように、撮影面２０が上方を向いた状態に保持部２８の姿勢を調整すると共に放射線照射部２４が撮影面２０に対して上方に位置する状態に支持部２９の姿勢を調整する。

被験者Ｗは、放射線画像撮影装置１０の撮影面２０に乳房Ｎを当接させる。放射線画像撮影装置１０は、この状態でオペレータから操作パネル４４に対して圧迫開始の操作指示が行なわれると、圧迫板２６が撮影面２０に向けて移動する。

本実施形態に係る放射線撮影装置１０は、この状態で操作パネル４４に、乳房Ｎに対して複数の方向から撮影を行う撮影指示が入力された場合、支持部２９のみを回動させて放射線照射部２４を円弧状に移動させて、図３に示すように、角度αから所定角度θずつ撮影位置を移動させて、放射線照射部２４の位置がＰ１〜ＰＮのＮ箇所で各々撮影条件に基づいた放射線の照射を行う。放射線照射部２４から個別に照射された放射線は、それぞれ乳房Ｎを透過した後に放射線検出器４２に到達する。

放射線検出器４２は、放射線が照射されると、照射された放射線画像を示す画像情報をそれぞれ撮像装置制御部４６へ出力する。上記のように、放射線照射部２４の位置がＰ１〜ＰＮのＮ箇所で放射線の照射が行われた場合には、Ｎ枚の放射線画像の画像情報を撮影装置制御部４６へ出力することとなる。

撮影装置制御部４６は、入力された各画像情報を画像処理装置５０へ出力する。なお、上記のように、放射線照射部２４の位置がＰ１〜ＰＮのＮ箇所で放射線の照射が行われた場合には、撮影装置制御部４６のＣＰＵは、Ｎ枚の放射線画像の画像情報を画像処理装置５０へ出力する。

画像処理装置５０では、放射線画像撮影装置１０から入力されたＮ枚の放射線画像から断層画像を再構成し、再構成された断層画像を表示装置８０に表示させる断層画像生成処理を行う。

図５に、本実施の形態の画像処理装置５０において実行される、断層画像生成処理の流れの一例のフローチャートを示す。なお、本処理は、メモリに格納されている制御プログラム５５がＣＰＵで処理されることにより実行される。

まず、ステップ１００では、画像表示指示部６２により、表示装置８０のディスプレイ８２に、関心物の検出に用いる画像の選択を指示させるための画像選択指示画面を表示させる。

本実施の形態では、関心物検出部６６及び座標算出部６８は、放射線源３０の撮影位置（角度）が異なる２枚の放射線画像を用いて、関心物の検出を行う。そのため、本ステップにより、使用する２枚の放射線画像についてユーザに選択させる。

使用する２枚の放射線画像は、同一の被験者Ｗの乳房Ｎ（関心物）に異なる角度から放射線を照射させて撮影された放射線画像を用いる。このような撮影済みの放射線画像としては、複数枚（本実施の形態ではＮ枚）の断層撮影（トモシンセシス撮影）時の画像のいずれか、トモシンセシス撮影時のＣＣ断層画像やＭＬＯ断層画像、及び２Ｄ（放射線源３０を移動させないで固定位置から放射線を被験者Ｗに照射させて撮影する通常の撮影）時のＣＣ画像やＭＬＯ画像等が挙げられる。なお、２Ｄの撮影は、過去に、同一の被験者Ｗの乳房Ｎ（関心物）に対して撮影された放射線画像を、画像処理装置５０の記憶部７４に予め記憶しておいて用いてもよいし、トモシンセシス撮影の前後に、行うようにしてもよい。なお、一般に、トモシンセシス撮影の場合、被験者Ｗの乳房Ｎに対してＮ回放射線を照射するため、被曝量が多くならないように、１回の放射線の線量を低くして、Ｎ回の総合で通常（２Ｄ）撮影と同じ程度の線量になるように、低い線量の放射線を照射しているため、２Ｄ撮影による放射線画像の方が、トモシンセシス撮影による放射線画像よりも関心物が検出しやすい場合があるため、このような場合、２Ｄ撮影による放射線画像を用いるようにするとよい。

このような撮影済みの２枚の放射線画像の種類の組み合わせの例を図６に示すが、これに限らず、同一の被験者Ｗの乳房Ｎ（関心物）に異なる角度から放射線を照射させて撮影された放射線画像の組み合わせであれば、その他の組み合わせであってもかまわない。

本実施の形態では、図６に示したケース１を初期設定としている。ケース１は、断層撮影（トモシンセシス撮影）時の画像（１）と、断層撮影時の画像（２）と、の組み合わせを示している。このようにトモシンセシス撮影により得られた放射線画像を用いる場合、複数枚（本実施の形態ではＮ枚）の中からいずれの２枚を用いるかは、適宜定められるようにしてもよい。例えば、最初に撮影された２枚の放射線画像（１枚目及び２枚目）としてもよい。この場合、画像処理装置５０は、トモシンセシス撮影中に、当該画像を放射線画像撮影装置１０から取得して断層画像生成処理を進めるため、より早く、撮影終了後に直ぐにユーザが再構成された断層画像を見たい場合等に、好ましい。また、関心物が明瞭に撮影されている放射線画像を抽出し、用いるようにしてもよい。

ステップ１００では、図６に示した撮影済みの２枚の放射線画像の種類の組み合わせの例等を表示装置８０のディスプレイ８２に表示させ、ユーザにどの組み合わせ（ケース）を用いるか選択させる。なお、特に選択指示が無い場合や、初期設定でよい旨が表示装置８０の指示入力部８４から受け付けられた場合は、上述のケース１を用いる。

ステップ１０２では、指示受付部６４が指示入力部８４から指示を受け付けたか否かを判断し、未だ受け付けていない場合は、否定されて待機状態になり、一方、受け付けた場合は、肯定されてステップ１０４へ進む。以下、説明の簡略化のため、初期設定であるケース１の指示を受け付けた場合について説明する。

ステップ１０４では、指示された放射線画像を取得し、表示装置８０のディスプレイ８２に表示させる。本実施の形態では、記憶部７４からケース１に対応する放射線画像（２枚）を、取得して表示装置８０のディスプレイ８２に表示させる。表示の具体的一例を図７に示す。

本実施の形態では、図７に示すように具体的一例として、撮影済画像９０（１）と、撮影済画像９０（２）とを並べてディスプレイ８２に表示させる。撮影済画像９０（１）、撮影済画像９０（２）各々には、被験者Ｗの乳房Ｎの乳房画像ＮＩと、当該乳房画像ＮＩ中に、腫瘤等の関心物の関心物画像９２とが表示されている。なお、撮影済画像９０（１）と撮影済画像９０（２）では、異なる角度から放射線を照射させて撮影された放射線画像であるため、乳房画像ＮＩに対する関心物画像９２の位置等が異なっている。

ユーザは、ディスプレイ８２に表示された撮影済画像９０（１）及び撮影済画像９０（２）を確認し、各々の画像から関心物画像９２を選択する。具体的一例として、本実施の形態では、ユーザがディスプレイ８２上に表示されたカーソル９６を指示入力部８４であるマウス等により、ディスプレイ８２に表示されている関心物画像９２の辺縁をなぞるように動かして領域（図７、点線で囲んだ領域９４を参照）を選択する。選択された領域９４に関する情報は、指示受付部６４により受け付けられる。

次のステップ１０６では、領域９４の指示が有ったか否かを判断し、未だ指示されていない場合は、否定されて待機状態になり、上述のように指示が有った場合は、肯定されてステップ１０８へ進む。

ステップ１０８では、受け付けた領域９４に基づいて、関心物検出部６６により、関心物を検出する。

なお、関心物の検出方法については、これに限らない。例えば、撮影済画像９０（１）及び撮影済画像９０（２）に対して、ＣＡＤ（ｃｏｎｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：コンピュータ検出支援）によって検出するようにしてもよい。一般に、関心物画像９２における腫瘤陰影は、おおむね丸味をおびた輪郭を持ち、かつ、画像上では周囲に比べて画素値が大きな領域として観測される。このような腫瘤陰影は、半球状で同じ濃度が同心円状に広がる形状の領域（円形凸領域）で、濃度値の分布が周縁部から中心部に向かうにしたがって低くなるという濃度勾配が認められる。その濃度勾配は腫瘤の中心方向に向かって集中するもので勾配ベクトルとして算出し、その勾配ベクトルの集中度から腫瘤陰影等の陰影を検出することができる。そのため、ＣＡＤの腫瘤陰影検出アルゴリズム（濃度勾配ベクトルの集中度計算）を使用することにより関心物を検出することができる。

なお、このようにＣＡＤにより、自動的に（ユーザが領域９４を選択するのではなく）関心物を検出する場合は、表示装置８０のディスプレイ８２に表示されている撮影済画像９０（１）及び撮影済画像９０（２）上に、検出した関心物を表す画像を表示させ、検出結果が適切であるか否かをユーザに判断させるようにするとよい。

次のステップ１１０では、検出した関心物の位置（３次元座標）を、座標算出部６８により、上述のようにして算出する。

次のステップ１１２では、スライス間隔決定部７０により、関心物の大きさ（直径）を検出し、さらに次のステップ１１４では、検出した関心物の大きさ（直径）に基づいて、当該関心物を含む関心領域、及び当該関心物を含まない非関心領域のスライス間隔を決定する。

関心物のｚ方向の位置（スライス間隔方向の位置、ｚ座標）をｚ、乳房Ｎの厚み（圧迫板２６により圧迫された状態の乳房Ｎの厚み）をＴ、関心物の直径をＤ（Ｄ＜Ｔ）、全スライス枚数（再構成枚数）をＮ、及び関心領域のスライス枚数をＮｓ（Ｎｓ＜Ｎ）とすると、関心領域のスライス間隔ｄ１、及び非関心領域のスライス間隔ｄ２は、以下の（１）式及び（２）式により決定される。

ｄ１＝Ｄ／Ｎｓ ・・・（１）

ｄ２＝（Ｔ−Ｄ）／（Ｎ−Ｎｓ） ・・・（２）

具体的一例として、関心物のｚ方向の位置ｚ＝４４ｍｍ、乳房Ｎの厚みＴ＝７０ｍｍ、関心物の直径Ｄ＝１０ｍｍ、スライス枚数Ｎ＝１１枚、及び関心領域のスライス枚数Ｎｓ＝５とした場合、上記（１）式より、関心領域のスライス間隔ｄ１＝１０／５＝２ｍｍと決定し、非関心領域のスライス間隔ｄ２＝（７０−１０）／（１１−５）＝１０ｍｍと決定する。

なお、上記（１）式及び（２）式により算出した結果、関心領域のスライス間隔ｄ１＞非関心領域のスライス間隔ｄ２となった場合は、算出した結果に限らず、関心領域のスライス枚数Ｎｓを増加させて、再度算出するようにしてもよいし、乳房Ｎの厚みＴを全スライス枚数Ｎで割った、平均値をスライス間隔としてもよい。

次のステップ１１６では、スライス間隔決定部７０で決定されたスライス間隔を用いて、断層画像生成部７２により、再構成して断層画像を生成する。

スライス開始位置をｌ０（ｌ０＜ｚ−Ｎｓ’／２×ｄ１）とすると、関心領域のスライス位置ｌｓ及び非関心領域のスライス位置ｌは、以下の（３）式、（４）式、及び（５）式により得られる。なお、スライス枚数Ｎｓが奇数の場合はＮｓ’＝Ｎｓ−１であり、スライス枚数Ｎｓが偶数の場合はＮｓ’＝Ｎｓとなる。

関心領域のスライス位置ｌｓ＝ｚ＋ｎｄ１、（ｎ＝−Ｎｓ’／２、−Ｎｓ’／２＋１、・・・０、・・・Ｎｓ’／２−１、Ｎｓ’／２） （ｎの個数は、関心領域のスライス枚数Ｎｓと同一） ・・・（３）

非関心領域のスライス位置ｌ＝（ｚ＋（−Ｎｓ’／２）ｄ１−ｍｄ２） （ｍはｌ≧０を満たす整数）、 ・・・（４）式

及びｌ＝（ｚ＋（Ｎｓ’／２）ｄ１＋ｍｄ２） （ｍはｌ≦Ｔを満たす整数） ・・・（５）

上述の具体的一例の場合（スライス開始位置ｌ０＝０ｍｍとする）、関心領域のスライス位置ｌｓ及び非関心領域のスライス位置ｌを上記（３）式、（４）式、及び（５）式より算出する。また、算出されたスライス位置を図８に示す。

Ｎｓ’＝−２、−１、０、１、２であるため、（３）式より、

関心領域のスライス位置ｌｓ＝４４＋（−２）×２＝４０ｍｍ、＝４４＋（−１）×２＝４２ｍｍ、＝４４＋０×２＝４４ｍｍ、＝４４＋１×２＝４６ｍｍ、＝４４＋２×２＝４８ｍｍとなる。

また、（４）式より、非関心領域のスライス位置ｌ＝３０ｍｍ、２０ｍｍ、１０ｍｍ、０ｍｍとなり、（５）式より非関心領域のスライス位置ｌ＝５８ｍｍ、６８ｍｍとなる。

断層画像生成部７２は、このようにして算出されたスライス位置の断層画像を生成する。

次のステップ１１８では、再構成した断層画像を表示装置８０のディスプレイ８２に表示するよう画像表示指示部６２により指示した後、ステップ１２０へ進む。当該指示により、表示装置８０のディスプレイ８２には、再構成された断層画像が表示される。

ステップ１２０では、本処理を終了するか否か判断する。例えば、他の放射線画像を用いて断層画像を再構成して表示させる場合や、他の関心物を観察するための断層画像を再構成して表示させる場合等は、否定されてステップ１００に戻り、本処理を繰り返す。一方、終了する場合は、肯定されて本処理を終了する。

以上、説明したように本実施の形態の放射線画像撮影システム５では、放射線画像撮影装置１０が、被験者Ｗの乳房Ｎに異なる角度から放射線を照射して、いわゆるトモシンセシス撮影により複数の放射線画像を撮影する。画像処理装置５０は、撮影された複数の放射線画像を取得して記憶部７４に記憶する。画像処理装置５０は、異なる角度から乳房Ｎに放射線を照射して撮影された２枚の放射線画像を表示装置８０のディスプレイ８２に表示させる。画像処理装置５０は、表示装置８０のディスプレイ８２に表示された２枚の放射線画像に基づいてユーザが指示入力部８４により指示した関心物９１の領域９４を指示受付部６４で受け付けると、当該指示に基づいて、関心物検出部６６が関心物９１を検出し、座標算出部６８が関心物９１の３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する。スライス間隔決定部７０は、関心物９１の大きさ（直径Ｄ）を算出し、直径Ｄに応じて、関心物９１の中心（座標（ｘ、ｙ、ｚ））からの関心領域のスライス間隔ｄ１及び非関心領域のスライス間隔ｄ２を決定する。関心領域のスライス間隔ｄ１は、直径Ｄ及び関心物９１が含まれる関心領域のスライス枚数Ｎｓにより決定する。また、非関心領域のスライス間隔ｄ２は、乳房Ｎの厚みＴ、関心物９１の直径Ｄ、及び残りのスライス枚数（Ｎ−Ｎｓ）により決定する。断層画像生成部７２は、決定されたスライス間隔ｄ１及びスライス間隔ｄ２に応じてスライス位置を算出し、再構成した断層画像を生成する。

このように、検出された関心物９１の直径に応じて、関心領域のスライス間隔ｄ１及び非関心領域のスライス間隔ｄ２を決定し、関心物９１の中心（ｘ、ｙ、ｚ）からスライス位置ｌｓ、ｌを算出し、算出したスライス位置ｌｓ、ｌで再構成した断層画像を生成するため、関心物９１をスライスする位置を断層画像を再構成するスライス位置ｌｓ、ｌとしているので、適切に関心物９１が映り込んだ断層画像を生成することができる。従って、関心物９１についての誤診断を抑制することができる。

また、本実施の形態では、関心物９１の診断には関心領域に比べて寄与が少ない非関心領域のスライス間隔ｄ２を関心領域のスライス間隔ｄ１よりも大きくすることにより、断層画像の全枚数が増加するのを防止できる。これにより、ユーザは関心領域については断層画像を細かく読影でき、かつ、非関心領域を含む全体の読影の負荷は軽減される。

なお、本実施の形態では、関心領域のスライス位置ｌｓ及び非関心領域のスライス位置ｌを、関心物９１の中心（ｘ、ｙ、ｚ）を基準として定めているがこれに限らない。関心物９１が適切に映り込んだ断層画像を生成するためには、関心領域のスライス位置ｌｓを、関心物９１の中心（ｘ、ｙ、ｚ）を基準として定めるようにすればよく、非関心領域のスライス位置ｌは、スライス開始位置ｌ０を基準として定めるようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、画像処理装置５０の記憶部７４に記憶されている放射線画像から再構成して断層画像を生成しているがこれに限らず、ネットワーク４９等を介して外部から受信した放射線画像から再構成して断層画像を生成するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、マンモグラフィにより撮影された放射線画像の断層画像の生成に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の放射線画像撮影装置により撮影された放射線画像の断層画像の生成に適用してもよい。

また、放射線画像の撮影に用いられる放射線は、特に限定されるものではなく、Ｘ線やγ線等を適用することができる。

その他、本実施の形態で説明した放射線画像撮影システム５、放射線画像撮影装置１０、画像処理装置５０、及び表示装置８０の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

また、本実施の形態で説明した断層画像生成処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

５ 放射線画像撮影システム
１０ 放射線画像撮影装置
４２ 放射線検出器
５０ 画像処理装置
６２ 画像表示指示部
６４ 指示受付部
６６ 関心物検出部
６８ 座標算出部
７０ スライス間隔決定部
７２ 断層画像生成部
７４ 記憶部
８０ 表示装置
Ｎ 乳房
Ｗ 被験者

Claims (6)

1. 放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において前記放射線照射部から前記放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して前記放射線画像検出器から取得した複数の放射線画像のうち少なくとも２枚の前記被写体の関心物が撮影されている放射線画像から前記関心物を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記放射線画像検出器の検出面と交差する方向の前記関心物の位置を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した前記関心物の前記検出面と交差する方向の位置を基準位置とし、前記検出手段で検出された前記関心物が撮影されている放射線画像に基づいて、前記関心物の大きさを検出し、検出した前記関心物の大きさに応じて、前記基準位置からのスライス間隔を決定する決定手段と、
   前記複数の放射線画像に基づいて、前記被写体の前記放射線画像検出器の検出面を基準として前記決定手段で決定したスライス間隔で再構成した断層画像を生成する断層画像生成手段と、
   を備えた画像生成装置。
2. 前記決定手段は、前記関心物が含まれる関心領域の前記スライス間隔として第１スライス間隔を生成すると共に、前記関心物が含まれない非関心領域の前記スライス間隔として前記第１スライス間隔よりも大きい第２スライス間隔と、を決定する、請求項１に記載の画像生成装置。
3. 前記複数の放射線画像のうち、前記関心物が撮影されている放射線画像を表示手段に表示させる指示を行う表示指示手段を備え、
   前記検出手段は、前記表示指示手段の指示に応じて前記表示手段に表示された前記関心物が撮影されている放射線画像から前記関心物の大きさを検出する、
   請求項１または請求項２に記載の画像生成装置。
4. 放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において前記放射線照射部から前記放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して前記放射線画像検出器により、複数の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置と、
   前記放射線画像撮影装置が撮影した複数の放射線画像から断層画像を生成する、前記請求項１から前記請求項３のいずれか１項に記載の画像生成装置と、
   を備えた放射線画像撮影システム。
5. コンピュータを、
   放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において前記放射線照射部から前記放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して前記放射線画像検出器から取得した複数の放射線画像のうち少なくとも２枚の前記被写体の関心物が撮影されている放射線画像から前記関心物を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記放射線画像検出器の検出面と交差する方向の前記関心物の位置を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した前記関心物の前記検出面と交差する方向の位置を基準位置とし、前記検出手段で検出された前記関心物が撮影されている放射線画像に基づいて、前記関心物の大きさを検出し、検出した前記関心物の大きさに応じて、前記基準位置からのスライス間隔を決定する決定手段と、
   前記複数の放射線画像に基づいて、前記被写体の前記放射線画像検出器の検出面を基準として前記決定手段で決定したスライス間隔で再構成した断層画像を生成する断層画像生成手段と、
   して機能させるための画像生成プログラム。
6. 放射線画像検出器に対向して設けられた放射線照射部を複数の位置に移動しながら各位置において前記放射線照射部から前記放射線画像検出器上の被写体に対して異なる角度から放射線を照射して前記放射線画像検出器から取得した複数の放射線画像のうち少なくとも２枚の前記被写体の関心物が撮影されている放射線画像から前記関心物を検出する検出工程と、
   前記検出工程の検出結果に基づいて、前記放射線画像検出器の検出面と交差する方向の前記関心物の位置を算出する算出工程と、
   前記算出工程で算出した前記関心物の前記検出面と交差する方向の位置を基準位置とし、前記検出工程で検出された前記関心物が撮影されている放射線画像に基づいて、前記関心物の大きさを検出し、検出した前記関心物の大きさに応じて、前記基準位置からのスライス間隔を決定する決定工程と、
   前記複数の放射線画像に基づいて、前記被写体の前記放射線画像検出器の検出面を基準として前記決定工程で決定したスライス間隔で再構成した断層画像を生成する断層画像生成工程と、
   を備えた画像生成方法。

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