JP6929696B2 - Ｘ線診断装置及び画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置及び画像処理装置に関する。

乳房用のＸ線診断装置は、一般に、乳がん検診時のマンモグラフィ検査に用いられ、被検体の乳房の２次元画像をＸ線撮影している。この種のＸ線診断装置は、長年、受像系にアナログフィルム（以下、フィルムという）を用いている。また、Ｘ線撮影の後、現像されたフィルムには乳房の２次元画像が形成されている。２次元画像の観察系としては、吊り下げたフィルムの裏面側から表面側に光を透過させ、フィルム上の２次元画像を提示するシャウカステンが用いられる。

しかしながら、近年、Ｘ線診断装置に関する技術の進歩により、Ｘ線撮影の受像系及び２次元画像の観察系が変化してきている。例えば、Ｘ線撮影の受像系では、フィルムに代えて、ＣＲ(Computed Radiography)やＦＰＤ(Flat Panel Detector)等のデジタル検出器を用いるように変化してきている。これに伴い、２次元画像の観察系では、シャウカステンに代えて、デジタル検出器により得られた画像データをモニタ等の表示部に表示するように変化してきている。

また、このような受像系及び観察系の変化に加え、Ｘ線診断装置による撮影方法及び乳がん検出支援技術が進歩してきている。Ｘ線診断装置による撮影方法には、従来、Ｘ線源を配置して一定の角度から撮影することで、被検体の乳房の２次元画像を得る方式が用いられていた。これに加え、近年の撮影方法には、Ｘ線源を移動させて複数の角度から撮影することで得られた画像を３次元再構成し、乳房内の深さに応じた複数枚の断層画像を作成する３次元撮影法（以下、トモシンセシスともいう）が用いられている。なお、トモシンセシスは、乳房内の深さ毎に断層画像を得られることから、乳腺の重なりなどで診断が困難だった領域の観察が容易になるという利点がある。

一方、乳がん検出支援技術としては、マンモグラフィＣＡＤ(Computer-Aided Detection：コンピュータ支援検出)がある（以下、単に「ＣＡＤ」ともいう。）。ＣＡＤによれば、コンピュータ解析により、乳がんに特徴的な腫瘤や石灰化等の領域を検出可能となっている。

特開２０１５−１７７９２８号公報

以上のようなＸ線診断装置は、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、以下の点で改良の余地がある。例えば、モニタ等の表示部は、フィルムに比べて濃度分解能が低いため、乳腺や病変の厚み情報を十分に表現できない。このため、表示部を用いる場合、表示した２次元画像の観察が容易でない点で改良の余地がある。なお、この点に起因し、２次元画像の関心領域が乳腺の重なりを示すのか、病変を示すのかを読影医が判定しにくく、診断が困難になる不都合が生じる。これに対し、この不都合を解消する観点から、前述したトモシンセシスが用いられている。但し、トモシンセシスを用いる場合、多数の断層画像を読影するため、従来の１枚の２次元画像を読影していた頃に比べ、読影医の負担が増大する点で改良の余地がある。

すなわち、従来のＸ線診断装置は、表示部を用いる場合には、表示した２次元画像の観察が容易でない点で改良の余地があり、トモシンセシスを用いる場合には、読影医の負担が増大する点で改良の余地がある。

目的は、表示部に表示する際に観察が容易な２次元画像を得ることができ、且つ読影医の負担を軽減し得るＸ線診断装置及び画像処理装置を提供することである。

実施形態に係るＸ線診断装置は、記憶手段、特定手段及び画像処理手段を具備する。
前記記憶手段は、被検体の乳房をＸ線撮影して得られた２次元画像と、前記乳房をトモシンセシス撮影して得られた複数枚の断層画像とを記憶する。
前記特定手段は、前記複数枚の断層画像の各々にコンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を施して前記乳房の病変候補の位置及び病変種類を特定する。
前記画像処理手段は、前記２次元画像における前記病変候補の位置に、前記病変種類に応じた画像処理を施す。

一実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるＸ線撮影台の外観を示す斜視図である。 同実施形態における記憶回路を説明するための模式図である。 同実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。 同実施形態における動作を説明するための模式図である。 同実施形態における動作を説明するための模式図である。 同実施形態における一部の動作を詳細に説明するためのフローチャートである。 同実施形態の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。 同実施形態の変形例の動作を説明するための模式図である。 同実施形態の変形例の動作を説明するための模式図である。

以下、一実施形態について図面を用いて説明する。

図１は、一実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図であり、図２は、Ｘ線撮影台の外観を示す斜視図である。このＸ線診断装置１は、Ｘ線撮影台３及び画像処理装置５を備える。

Ｘ線撮影台３は、基台部１０とＣアーム１１とを有する。Ｃアーム１１は、基台部１０に突設された軸部１２に取り付けられる。これによりＣアーム１１は、軸部１２の軸心を回転中心軸Ｘとして回動可能なように基台部１０に支持される。Ｃアーム１１を回転させることにより、頭尾方向（CranioCaudal projection：ＣＣ）、内外方向（MedioLateral projection：ＭＬ）、内外斜方向（MedioLateral Oblique projection：ＭＬＯ）等の撮影を行うことができる。

Ｃアーム１１は、アーム本体１４にＸ線発生装置１５、Ｘ線検出器１６、及び圧迫ユニット１７を取り付けて構成される。Ｘ線発生装置１５及びＸ線検出器１６は、アーム本体１４の両端部に配置される。圧迫ユニット１７は、Ｘ線発生装置１５とＸ線検出器１６との中間に配置される。

Ｘ線発生装置１５は、Ｘ線管１８と高電圧発生器１９とを有する。Ｘ線管１８は、高電圧発生器１９から管電圧の印加、及びフィラメント電流の供給を受けて圧迫ユニットに向けて所定のＸ線継続時間Ｘ線を発生する。印加する管電圧とＸ線継続時間とは、撮影制御回路２４からの制御信号を受けて、撮影に適した値に調整される。

Ｘ線管１８は、陰極フィラメントと陽極とを備える。陽極は、Ｍｏ（モリブデン）を材質としたＭｏ陽極、Ｒｈ（ロジウム）を材質としたＲｈ陽極、ＭｏとＲｈとを混合してなるＭｏ・Ｒｈ陽極、Ｗ（タングステン）を材質としたＷ陽極等である。これら陽極は、撮影制御回路２４からの制御信号を受けて、随時切り替え可能である。

フィラメント電流の供給を受けた陰極フィラメントは加熱され、熱電子を発生する。発生された熱電子は、陰極フィラメントと陽極との間に印加された管電圧によって、陽極に衝突される。このように熱電子が陽極へ衝突することによりＸ線が発生される。陽極に衝突する熱電子によって、管電流が流れる。管電流は、フィラメント電流により調整される。撮影時におけるＸ線線量の調節は、撮影制御回路２４からの制御信号を受けて、管電流とＸ線継続時間との積である管電流時間積を調節することにより行なわれる。

Ｘ線管１８には、発生されたＸ線の線質を変更するための線質フィルタが取り付けられる。線質フィルタは、Ｍｏを材質としたＭｏフィルタや、Ｒｈを材質としたＲｈフィルタ、Ａｌ（アルミニウム）を材質としたＡｌフィルタ、Ａｇ（銀）を材質としたＡｇフィルタ或いはこれら材質を組み合わせてなるフィルタ等である。これら線質フィルタは、撮影制御回路２４からの制御信号を受けて、随時切り替え可能である。

圧迫ユニット１７は、Ｘ線検出器１６の検出面１６ａに沿って接近／離反可能なようにＣアーム１１によって支持される圧迫板１７ａを有する。圧迫ユニット１７は、撮影制御回路２４からの制御信号を受けて、圧迫板１７ａを動作させることにより被検体の乳房を検出面１６ａに圧迫し、乳房厚を所定の状態にする。

Ｘ線検出器１６は、乳房を透過したＸ線を検出するフラット・パネル・ディテクタ等のデジタル検出器である。Ｘ線検出器１６は、検出面１６ａの面中心とＸ線管１８の焦点とを結ぶＺ軸に沿って、Ｘ線管１８に接近／離反可能なようにＣアーム１１によって支持される。ここで、Ｙ軸をＸ軸及びＺ軸に直交する軸に規定する。つまり、ＸＹＺ座標系は、Ｘ軸を回転中心軸とした回転座標系である。Ｚ軸は乳房の厚さ方向を規定する軸であり、ＸＹ平面は乳房の厚さ方向に垂直な広がり方向を規定する軸である。

Ｘ線検出器１６には、データ収集部（ＤＡＳ；Data Acquisition System）２１が接続される。データ収集部２１は、Ｘ線検出器１６の各チャンネルの電流信号を収集する。

データ収集部２１は、収集した電流信号をデジタル信号に変換し、前処理を行う。前処理されたデジタル信号は、投影データと呼ばれる。投影データは、データ収集部２１によって画像処理装置５に供給される。

画像処理装置５は、Ｘ線撮影台３とともに、記憶回路２２、入力インタフェース回路２３、撮影制御回路２４、画像発生回路２５、処理回路２６、表示回路２７及びシステム制御回路２８を備える。

記憶回路２２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hardware Disk Drive）及び画像メモリなど電気的情報を記録するメモリと、それらメモリに付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路から構成されている。記憶回路２２は、図３に示すように、被検体の圧迫された乳房６０をＸ線撮影して得られた２次元画像ｇ_２ｄと、当該圧迫された乳房６０をトモシンセシス撮影して得られた複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，ｇ_ｔ２，…，ｇ_ｔ４９，ｇ_ｔ５０とを記憶する。すなわち、２次元画像ｇ_２ｄ及びトモシンセシス画像ｇ_ｔｍは、乳房６０のポジショニングが同一の状態で、それぞれ撮影されている。複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，ｇ_ｔ２，…，ｇ_ｔ４９，ｇ_ｔ５０の各々は、２次元画像ｇ_２ｄに略平行な断面（Ｘ，Ｙ平面上の乳房断面）を表していてもよい。断層画像の枚数としては、５０枚に限らず、複数枚が使用可能である。また、複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，…，ｇ_ｔ５０の集合をトモシンセシス画像ｇ_ｔｍと呼んでもよい。また、記憶回路２２は、例えば、各々の断層画像を識別する断層画像番号と、病変候補の位置と、病変種類とを関連付けて記憶してもよい。ここで、病変候補の位置（ｘ，ｙ，ｒ）は、例えば、図２のｚ方向の位置を断層画像番号とした場合に、断層画像内のＸＹ座標で示される点（ｘ，ｙ）を中心にした半径ｒの円の範囲を用いてもよい。また、「病変候補の位置」は、「病変候補を含む領域の位置」と呼んでもよい。ここでいう「領域」は「関心領域」と呼んでもよい。このような病変候補の位置（ｘ，ｙ，ｒ）は、２次元画像ｇ_２ｄ及びトモシンセシス画像ｇ_ｔｍにおける乳房６０の幾何学的な状態が同一のため、２次元画像ｇ_２ｄでも共通に用いられる。なお、図３中、２次元画像ｇ_２ｄ及びトモシンセシス画像ｇ_ｔｍとしては、乳房６０のニップル６１が右側に位置する場合を示したが、これに限らず、画像の向きを任意に変更可能である。また、記憶回路２２は、画像処理を施した２次元画像ｇ_２ｄ−ｐを記憶してもよい。また、図３中、２次元画像ｇ_２ｄ−ｐとしては、石灰化病変候補６２及び腫瘤病変候補６３を示す例を示したが、この例に限定されない。また、記憶回路２２は、画像発生回路２５により発生された２次元画像ｇ_２ｄ及びトモシンセシス画像ｇ_ｔｍのデータに、撮影条件と、撮影時の撮影方向（撮影角度）を示すコードと、撮影した乳房の左右を示すコードとを関連付けて記憶してもよい。

入力インタフェース回路２３は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を画像処理装置５に入力するためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース回路２３は、撮影制御回路２４及び処理回路２６等に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し撮影制御回路２４又は処理回路２６へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース回路２３はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を撮影制御回路２４又は処理回路２６へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路２３の例に含まれる。

入力インタフェース回路２３は、撮影条件（管電圧、管電流時間積、陽極の材質、線質フィルタの材質、乳房厚、Ｘ線焦点−Ｘ線検出器間距離、拡大率等）を撮影制御回路２４に設定するための操作パネルである。また、入力インタフェース回路２３は、撮影対象である乳房の左右いずれかを示すコードを撮影制御回路２４に設定する。また、入力インタフェース回路２３は、Ｃアーム１１を動作させるためのインタフェースを備えており、その操作に応じてＣアーム１１はＺ軸回りに回動され任意の位置に設定される。設定されたＣアーム１１の位置に応じて、撮影方向が決定される。

撮影制御回路２４は、図示しないプロセッサとメモリを備えている。撮影制御回路２４は、入力インタフェース回路２３を介して設定された撮影条件（管電圧、管電流時間積、陽極の材質、線質フィルタの材質、乳房厚、Ｘ線焦点−Ｘ線検出器間距離、拡大率等）に基づいてＸ線撮影台３の各構成要素を制御する。これにより、撮影制御回路２４は、Ｘ線撮影台３に設定に応じたＸ線撮影又はトモシンセシス撮影を行わせる。

画像発生回路２５は、データ収集部２１からの投影データに基づいて２次元画像又はトモシンセシス画像のデータを発生する。通常、Ｘ線撮影又はトモシンセシス撮影によって得られた画像の生体領域には、乳房領域だけではなく大胸筋領域等の乳房領域外の領域を含む。

処理回路２６は、操作者により入力インタフェース回路２３を介してから入力された指示に基づいて、記憶回路２２に記憶された２次元画像ｇ_２ｄ、複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，…，ｇ_ｔ５０、角度情報及び制御プログラムを読み出し、これらに従って画像処理装置５を制御する。例えば、処理回路２６は、記憶回路２２から読み出した制御プログラムに従って、読影医の負担を軽減させるための各機能を実現させるプロセッサである。ここで、各機能としては、例えば、特定機能２６ａ、画像処理機能２６ｂ及び表示制御機能２６ｃなどがある。

特定機能２６ａは、複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，…，ｇ_ｔ５０の各々にコンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を施して乳房６０の病変候補の位置及び病変種類を特定する機能である。

画像処理機能２６ｂは、２次元画像ｇ_２ｄにおける病変候補の位置に、病変種類に応じた画像処理を施す機能である。ここで、画像処理としては、例えば、病変種類に応じた強調成分を付加する処理であってもよい。
この画像処理としては、病変種類が腫瘤を示す場合、低周波側の強調成分を付加する処理であってもよい。ここで、腫瘤は、乳房内にあるかたまりであり、乳腺や脂肪とは少し異なる成分からなる。乳がんの腫瘤と、乳腺とは、互いにＸ線吸収係数が近いため、２次元画像から両者を区別しにくい。これに対し、低周波側の強調成分を２次元画像に付加する画像処理を施すと、腫瘤病変候補が乳腺から視認し易くなる。なお、腫瘤には、良性と悪性がある。腫瘤の形状・濃度・辺縁（まわりの縁取り方）などにより、腫瘤の良性又は悪性が判定される。なお、腫瘤に対する画像処理では、複数枚の断層画像ｇ_ｔの各々で、病変種類が腫瘤を示す病変候補の位置がズレる場合には、各々の病変候補の位置の集合における中心位置と、当該中心位置を囲む周辺位置とに濃度差をつける処理を含んでもよい。

また、画像処理としては、病変種類が石灰化を示す場合、高周波側の強調成分を付加する処理であってもよい。ここで、石灰化は、血管や乳管、または病変の一部などが変化し、石のように写るものである。石灰化には、良性と悪性がある。石灰化の形態や乳房内での分布の仕方などにより、石灰化の良性又は悪性が判定される。

また、画像処理としては、複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，…，ｇ_ｔ５０のうち、所定枚数以上の断層画像で病変種類が高濃度乳腺を示す場合には、当該高濃度乳腺を局所的非対称性陰影（ＦＡＤ：Focal Asymmetric Density）であると判定し、ＦＡＤに対応する病変候補の位置を暗くする処理であってもよい。なお、「高濃度乳腺」は、「他より吸収の大きい乳腺」と読み替えてもよい。ここで、乳腺は、乳房内の組織である。乳房は主に乳腺と脂肪からなる。「所定枚数以上の断層画像」は、「多くの断層画像」と読み替えてもよい。

表示制御機能２６ｃは、画像処理を施した２次元画像ｇ_２ｄ−ｐを表示するように表示回路（表示部）２７を制御する機能である。

表示回路２７は、２次元画像ｇ_２ｄ−ｐ及び断層画像ｇ_ｔ１，…，ｇ_ｔ５０といった医用画像などを表示するディスプレイと、ディスプレイに表示用の信号を供給する内部回路、ディスプレイと内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成されている。表示回路２７は、処理回路２６に制御され、例えば、処理回路２６で画像処理が施された２次元画像ｇ_２ｄ−ｐを表示する。

システム制御回路２８は、図示しないプロセッサとメモリを備え、Ｘ線診断装置１の中枢として、各構成要素を制御する。

なお、画像処理装置５とＸ線撮影台３とは一体であるとしても良い。また、この画像処理装置５に代えて、図示しないＸ線診断装置の外部に画像処理装置を設けるように変形してもよい。変形例の画像処理装置は、Ｘ線診断装置により撮影された２次元画像及び複数枚の断層画像を記憶し、２次元画像に画像処理を施す。変形例の画像処理装置は、少なくとも記憶回路２２及び処理回路２６と同様の機能があればよく、前述した撮影制御回路２４、画像発生回路２５及びシステム制御回路２８と同様の機能が不要である。また、変形例の画像処理装置は、表示回路２７を備えた構成としてもよく、外部の表示部（表示回路２７）を表示制御する構成としてもよい。また、変形例の画像処理装置における記憶回路２２及び処理回路２６の各機能２６ａ〜２６ｃは、前述したＸ線診断装置１の画像処理装置５における記憶回路２２及び処理回路２６の各機能２６ａ〜２６ｃとほぼ同様の動作を実行する。このため、以下の説明は、当該記憶回路２２及び処理回路２６の各機能２６ａ〜２６ｃがＸ線診断装置１の画像処理装置５にある場合を代表例に挙げて述べる。

次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図４乃至図７を用いて説明する。なお、以下の説明は、Ｘ線撮影後及びトモシンセシス撮影後の画像処理の動作について主に述べる。

始めに、Ｘ線診断装置１は、放射線技師の操作により、被検体の乳房の撮影方向（ＭＬＯ方向又はＣＣ方向）に関する指定を受け付ける。ここでは、例えばＣＣ方向が指定されたとする。

次に、Ｘ線診断装置１は、放射線技師等の操作者による入力インタフェース回路２３の操作により入力された入力情報を読み込んで、撮影方向や乳房の高さに応じて、Ｃアーム１１の角度や高さを調整する。

次に、Ｘ線撮影台３上において、被検体の乳房のポジショニングが操作者によって行われる。Ｘ線撮影のポジショニングの際には、圧迫板１７ａと、撮影面（Ｘ線検出器１６）との間に乳房を挟んで圧迫板１７ａを下降又は接近させる。圧迫板１７ａの下降後又は接近後、必要により、圧迫板１７ａと乳房との間に操作者の手を位置させ、当該乳房を操作者の手によって扁平にして乳腺を広げた状態にする。その状態を保つために、操作者の手を引き抜くと共に、圧迫板１７ａにより乳房を固定している。これにより、Ｘ線撮影のポジショニングが完了する。

しかる後、当該固定された状態で乳房がＸ線撮影される。乳房へのＸ線の照射は、操作者による入力インタフェース回路２３の操作により実行される。このとき、予め設定されたＸ線の照射量等の条件に対応したＸ線が乳房に向けて照射される。撮影面のＸ線検出器１６は、乳房を透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１６がＦＰＤの場合、検出されたＸ線は、Ｘ線検出器１６において電気信号に変換される。当該電気信号は、データ収集部２１により、投影データに変換される。画像発生回路２５は、当該投影データに基づいて２次元画像ｇ_ｇ２を発生する。

ステップＳＴ１０において、Ｘ線診断装置１では、図４に示すように、被検体の乳房をＸ線撮影して得られた２次元画像ｇ_ｇ２を、画像発生回路２５により、記憶回路２２に記憶する。また、Ｘ線診断装置１では、このＸ線撮影時の乳房と同一ポジショニングの乳房をトモシンセシス撮影し、複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，ｇ_ｔ２，…，ｇ_ｔ４９，ｇ_ｔ５０を得る。得られた複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，ｇ_ｔ２，…，ｇ_ｔ４９，ｇ_ｔ５０は、画像発生回路２５により、記憶回路２２に記憶される。トモシンセシス撮影の後、被検体の乳房の異なる撮影方向での撮影や、他方の乳房の撮影を行う場合には、一連の処理を再度繰り返し、全ての撮影が完了すると撮影が終了する。撮影の終了後、次のステップＳＴ２０以後の動作では、操作者によるＸ線診断装置１の操作に代えて、例えば、読影医により、画像処理装置５が操作される。但し、これに限らず、例えば、継続して操作者が画像処理装置５を操作し、読影医が、画像処理装置５により表示された２次元画像等を読影してもよい。いずれにしても、ステップＳＴ１０の終了後、ステップＳＴ２０に移行する。

ステップＳＴ２０において、Ｘ線診断装置１の画像処理装置５では、処理回路２６の特定機能２６ａが、複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，…，ｇ_ｔ５０の各々にコンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を施して乳房６０の病変候補の位置及び病変種類を特定する。例えば、図５に示すように、特定機能２６ａは、断層画像ｇ_ｔ２０にＣＡＤを施した結果、乳房６０の病変候補の位置（ｘ１，ｙ１，ｒ１）及び病変種類“石灰化”を特定したとする。また同様に、特定機能２６ａは、断層画像ｇ_ｔ３０にＣＡＤを施した結果、乳房６０の病変候補の位置（ｘ２，ｙ２，ｒ２）及び病変種類“腫瘤”を特定したとする。このとき、特定機能２６ａは、図示しない断層画像ｇ_ｔ３５，…，ｇ_４５にＣＡＤを施した結果、乳房６０の病変候補の位置（ｘ３，ｙ３，ｒ３），…，（ｘ１３，ｙ１３，ｒ１３）及び病変種類“ＦＡＤ”を特定したとする。

ステップＳＴ３０において、特定機能２６ａは、ステップＳＴ２０による特定結果を記憶回路２２に書き込む。これにより、記憶回路２２は、乳房６０の病変候補の位置及び病変種類を記憶する。

ステップＳＴ４０において、処理回路２６の画像処理機能２６ｂは、記憶回路２２内の病変候補の位置及び病変種類に基づき、記憶回路２２内の２次元画像ｇ_２ｄに画像処理を施す。すなわち、画像処理機能２６ｂは、２次元画像ｇ_２ｄにおける病変候補の位置に、病変種類に応じた画像処理を施す。画像処理機能２６ｂは、例えば、病変種類が腫瘤を示す場合、低周波側の強調成分を付加する画像処理を施し、病変種類が石灰化を示す場合、高周波側の強調成分を付加する画像処理を施す。画像処理が施された２次元画像ｇ_２ｄ_ｐでは、例えば図５に示すように、石灰化病変候補６２及び腫瘤病変候補６３がそれぞれ強調される。

ステップＳＴ５０において、処理回路２６の表示制御機能２６ｃは、画像処理を施した２次元画像ｇ_２ｄ−ｐを表示するように表示回路２７を制御する。表示回路２７は、図６に示すように、例えば、石灰化病変候補６２及び腫瘤病変候補６３をそれぞれ明るく表現した２次元画像ｇ_２ｄ−ｐを表示する。

これにより、読影医は、画像処理を施した２次元画像ｇ_２ｄ−ｐの読影時に、例えば、石灰化病変候補６２及び腫瘤病変候補６３を容易に観察することができる。

次に、前述したステップＳＴ４０による画像処理の動作について、図７を用いて詳細に説明する。以下の説明は、腫瘤に対する画像処理（ＳＴ４０１〜ＳＴ４０４）、石灰化に対する画像処理（ＳＴ４０５〜ＳＴ４０６）、及び局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）に対する画像処理（ＳＴ４０７〜ＳＴ４１０）の順に述べる。なお、各々の画像処理は、適宜、順序を入れ替えてもよい。但し、腫瘤又は石灰化に対する画像処理を施す位置と、ＦＡＤに対する画像処理を施す位置とが重なる場合、腫瘤又は石灰化に対する画像処理を優先させる。また、腫瘤に対する画像処理のうち、厚みをもつ腫瘤病変候補に対する画像処理（ＳＴ４０３〜ＳＴ４０４）を省略してもよい。いずれにしても、以下の説明では、図７に示すように、腫瘤、石灰化及びＦＡＤの順序で画像処理を実行する場合を代表例に挙げて述べる。

始めに、ステップＳＴ４０１〜ＳＴ４０２において、画像処理機能２６ｂは、病変種類「腫瘤」を画像処理対象に選択し、２次元画像ｇ_２ｄにおける腫瘤病変候補６３の位置に、低周波側の強調成分を付加する画像処理を施す。画像処理が施された２次元画像ｇ_２ｄ_ｐでは、腫瘤病変候補６３が強調されて表現される。

ステップＳＴ４０３において、画像処理機能２６ｂは、複数枚の断層画像ｇ_ｔの各々で、病変種類が「腫瘤」を示す病変候補の位置がズレるか否かを判定する。判定の結果、否の場合にはステップＳＴ４０５に移行し、位置がズレる場合にはステップＳＴ４０４に移行する。

ステップＳＴ４０４において、画像処理機能２６ｂは、各々の腫瘤病変候補６３の位置がズレた場合、各々の腫瘤病変候補６３の位置の集合における中心位置と、当該中心位置を囲む周辺位置とに濃度差をつけるように２次元画像ｇ_２ｄ−ｐに画像処理を施す。以上により、画像処理機能２６ｂは、腫瘤に対する画像処理を終了し、ステップＳＴ４０５に移行する。

ステップＳＴ４０５〜ＳＴ４０６において、画像処理機能２６ｂは、病変種類「石灰化」を画像処理対象に選択し、２次元画像ｇ_２ｄにおける石灰化病変候補６２の位置に、高周波側の強調成分を付加する画像処理を施す。画像処理が施された２次元画像ｇ_２ｄ_ｐでは、石灰化病変候補６２が強調されて表現される。これにより、画像処理機能２６ｂは、石灰化に対する画像処理を終了し、ステップＳＴ４０７に移行する。

ステップＳＴ４０７〜ＳＴ４０８において、画像処理機能２６ｂは、複数枚の断層画像ｇ_ｔ１，…，ｇ_ｔ５０のうち、所定枚数以上の断層画像で病変種類が高濃度乳腺を示すか否かを判定する。判定の結果、否の場合には処理を終了してステップＳＴ５０に移行する。また、高濃度乳腺を示す場合には、高濃度乳腺を局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）であると判定し、記憶回路２２内の病変種類「高濃度乳腺」を「ＦＡＤ」に書き換えた後、ステップＳＴ４０９に移行する。なお、必ずしも高濃度乳腺をＦＡＤであると判定しなくてもよく、同様に、必ずしも高濃度乳腺をＦＡＤに書き換えなくてもよいが、それらの場合には、ステップＳＴ４０９〜ＳＴ４１０の「ＦＡＤ」を「高濃度乳腺」と読み替える。

ステップＳＴ４０９において、画像処理機能２６ｂは、他の病変候補の位置にＦＡＤの位置が重なるか否かを判定する。判定の結果、重なる場合には処理を終了してステップＳＴ５０に移行し、否の場合には、ステップＳＴ４１０に移行する。

ステップＳＴ４１０において、画像処理機能２６ｂは、ＦＡＤに対応する病変候補の位置を暗くする画像処理を施す。これにより、画像処理機能２６ｂは、ＦＡＤに対する画像処理を終了し、ステップＳＴ５０に移行する。

以下、ステップＳＴ５０は、前述同様に実行される。

上述したように一実施形態によれば、被検体の乳房をＸ線撮影して得られた２次元画像と、乳房をトモシンセシス撮影して得られた複数枚の断層画像とを記憶する。複数枚の断層画像の各々にコンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を施して乳房の病変候補の位置及び病変種類を特定する。２次元画像における病変候補の位置に、病変種類に応じた画像処理を施す。

従って、表示部に表示する際に観察が容易な２次元画像を得ることができ、且つ読影医の負担を軽減させることができる。

補足すると、２次元画像の撮影時と同一ポジショニングの乳房をトモシンセシス撮影して得た複数枚の断層画像をＣＡＤにかける。いずれかの断層画像から病変候補が検出されたら、病変候補の位置と病変種類を記憶する。また、２次元画像に画像処理を施す際には、まずは通常の画像処理を施し、これに加えて病変候補位置にのみ、病変種類に応じた画像処理を施す。

ここで、画像処理を施した２次元画像に含まれる情報量が従来の２次元画像よりも多いため、表示部に表示した２次元画像の観察が容易になり、病変候補が見易くなって、診断能の向上を期待できる。また、病変候補に関する画像処理を２次元画像に施すことにより、読影のスループットの向上と、乳がんを見落とす可能性の低減とを期待できる。これに加え、トモシンセシス撮影で得られた断層画像から病変候補に関する情報を付加した２次元画像のみを読影すればよいため、全ての断層画像を読影する従来の場合に比べ、読影医の負担を軽減できる。従って、上述したように、表示部に表示する際に観察が容易な２次元画像を得ることができ、且つ読影医の負担を軽減させることができる。

また、一実施形態に用いられる画像処理は、病変種類に応じた強調成分を付加する処理であってもよい。この場合には、２次元画像上で、互いに異なる病変種類をもつ各々の病変候補の観察を容易にすることができる。

また、画像処理は、病変種類が腫瘤を示す場合、低周波側の強調成分を付加する処理であってもよい。この場合には、２次元画像上で腫瘤病変候補の観察を容易にすることができる。ここで、複数枚の断層画像の各々で、病変種類が腫瘤を示す病変候補の位置がズレる場合には、厚みを持った硬い病変候補が撮影されている。よって、病変種類が腫瘤を示す各々の病変候補の位置がズレる場合には、画像処理としては、各々の病変候補の位置の集合における中心位置と、中心位置を囲む周辺位置とに濃度差をつける処理を含んでもよい。この場合には、２次元画像上で、厚みをもった硬い腫瘤病変候補の観察を容易にすることができる。

また、画像処理は、病変種類が石灰化を示す場合、高周波側の強調成分を付加する処理であってもよい。この場合には、２次元画像上で、石灰化病変候補の観察を容易にすることができる。

また、画像処理は、数枚の断層画像のうち、所定枚数以上の断層画像で病変種類が高濃度乳腺を示す場合には、高濃度乳腺を局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）であると判定し、ＦＡＤに対応する病変候補の位置を暗くする処理であってもよい。この場合には、２次元画像上で、ＦＡＤの位置に対応する白い領域を暗くしたので、ＦＡＤの位置に対応する領域の観察を容易にすることができる。補足すると、従来技術では、表示部に表示された２次元画像や、フィルム上に形成された２次元画像のいずれの場合も、ＦＡＤの位置に対応する白い領域から、高濃度乳腺内の腫瘍を区別しにくい。これに対し、一実施形態によれば、ＦＡＤの位置に対応する白い領域を暗くしたので、ＦＡＤの位置に対応する領域を容易に観察することができる。

また、複数枚の断層画像の各々は、２次元画像に略平行な断面を表してもよい。この場合、各々の断層画像内の病変候補の位置と、２次元画像内の病変候補の位置とを容易に対応付けることができる。従って、複数枚の断層画像の各々が、２次元画像に略平行な断面を表さない場合（例、２次元画像に略垂直な断面を表す場合）に比べ、画像処理機能２６ｂの負荷を低減することができる。

（変形例）
次に、一実施形態の変形例について説明するが、一実施形態と重複した部分の説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。
この変形例は、２次元画像の表示に加え、ステップＳＴ２０での特定に用いられた断層画像を切り替え表示する構成となっている。

具体的には例えば、処理回路２６の表示制御機能２６ｃは、前述した機能に加え、断層画像の表示切替ボタンを表示し、表示切替ボタンの操作に応じて、断層画像の表示又は非表示を切り替えるように表示部を制御する機能をもっている。

他の構成は、前述した一実施形態と同様である。

以上のように構成された変形例によれば、前述したステップＳＴ５０は、例えば、図８のステップＳＴ５０１〜ＳＴ５０６に示すように実行される。

ステップＳＴ５０１において、表示制御機能２６ｃは、図９に示すように、画像処理を施した２次元画像ｇ_２ｄ−ｐと、表示切替ボタンｂｔとを表示するように表示回路２７を制御する。表示回路２７は、例えば、石灰化病変候補６２及び腫瘤病変候補６３を強調した２次元画像ｇ_２ｄ−ｐと、表示切替ボタンｂｔとを表示する。これら２次元画像ｇ_２ｄ−ｐ及び表示切替ボタンｂｔの表示レイアウトは、適宜、設定可能である。

ステップＳＴ５０２において、表示制御機能２６ｃは、表示切替ボタンｂｔが操作されたか否かを判定し、否の場合にはステップＳＴ５０２を繰り返し実行する。表示切替ボタンｂｔが操作された場合には、ステップＳＴ５０３に移行する。

ステップＳＴ５０３において、表示制御機能２６ｃは、断層画像を表示中か否かを判定し、表示中の場合にはステップＳＴ５０４に移行する。否の場合には、ステップＳＴ５０５に移行する。

ステップＳＴ５０４において、表示制御機能２６ｃは、断層画像の表示を終了し、２次元画像ｇ_２ｄ−ｐの表示を継続する。しかる後、表示制御機能２６ｃは、ステップＳＴ５０６に移行する。

ステップＳＴ５０５において、表示制御機能２６ｃは、図１０に示すように、記憶回路２２内の断層画像番号に基づき、病変候補を含む断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０を、２次元画像ｇ_２ｄ−ｐと共に表示するように表示回路２７を制御する。なお、断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０、２次元画像ｇ_２ｄ−ｐ及び表示切替ボタンｂｔの表示レイアウトは、適宜、設定可能である。このとき、断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０は、それぞれ近傍の所定枚数の断層画像と共に、表示してもよい。例えば、断層画像ｇ_ｔ２０は、断層画像ｇ_ｔ１７〜ｇ_ｔ１９，ｇ_ｔ２１〜ｇ_ｔ２３と共に表示してもよく、断層画像ｇ_ｔ３０は、断層画像ｇ_ｔ２７〜ｇ_ｔ２９，ｇ_ｔ３１〜ｇ_ｔ３３と共に表示してもよい。この場合、病変候補の特定に用いた断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０に加え、その近傍の断層画像をも読影医が観察できるので、診断能の向上を期待できる。いずれにしても、ステップＳＴ５０５の後、表示制御機能２６ｃは、ステップＳＴ５０６に移行する。

ステップＳＴ５０６において、表示制御機能２６ｃは、例えば、図示しない読影終了ボタンの操作の有無に応じて、読影終了か否かを判定し、読影終了であれば処理を終了する。否の場合にはステップＳＴ５０２に戻り、処理を継続する。

以上のような変形例によれば、２次元画像ｇ_２ｄ−ｐの画像処理に用いた断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０を読影医が観察したくなった場合に、断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０を表示回路２７に表示する。従って、一実施形態の効果に加え、病変候補の特定に用いた断層画像を容易に観察することができる。

補足すると、変形例においては、病変候補の特定に用いた断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０を読影する分だけ、一実施形態よりも読影する画像の枚数が増えている。とはいえ、変形例における読影医の負担は、全ての断層画像を読影していた従来に比べ、大幅に軽減されている。従って、変形例においても、一実施形態と同様に、表示部に表示した２次元画像の観察を容易にし、且つ読影医の負担を軽減できる。これに加え、変形例によれば、表示切替ボタンｂｔの操作に応じて、病変候補の特定に用いた断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０を表示するので、必要な断層画像ｇ_ｔ２０，ｇ_ｔ３０を、読影医が探す手間無しに、容易に観察することができる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

一実施形態における記憶回路２２は、特許請求の範囲における記憶手段の一例である。一実施形態における処理回路２６及び特定機能２６ａは、特許請求の範囲における特定手段の一例である。一実施形態における処理回路２６及び画像処理機能２６ｂは、特許請求の範囲における画像処理手段の一例である。一実施形態における処理回路２６及び表示制御機能２６ｃは、特許請求の範囲における表示制御手段の一例である。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…Ｘ線診断装置、３…Ｘ線撮影台、５…画像処理装置、１０…基台部、１１…Ｃアーム、１２…軸部、１５…Ｘ線発生装置、１６…Ｘ線検出器、１６ａ…検出面、１７…圧迫ユニット、１７ａ…圧迫板、１８…Ｘ線管、１９…高電圧発生器、２１…データ収集部、２２…記憶回路、２３…入力インタフェース回路、２４…撮影制御回路、２５…画像発生回路、２６…処理回路、２６ａ…特定機能、２６ｂ…画像処理機能、２６ｃ…表示制御機能、２７…表示回路、２８…システム制御回路、ｇ_ｔ１〜ｇ_ｔ５０…断層画像、ｇ_２ｄ，ｇ_ｔ２ｄ−ｐ…２次元画像。

Claims (12)

1. 被検体の乳房をＸ線撮影して得られた２次元画像と、前記乳房をトモシンセシス撮影して得られた複数枚の断層画像とを記憶する記憶手段と、
   前記複数枚の断層画像の各々にコンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を施して前記乳房の病変候補の位置及び病変種類を特定する特定手段と、
   前記２次元画像における前記病変候補の位置に、前記病変種類に応じた画像処理を施す画像処理手段と
   を具備し、
   前記画像処理は、前記病変種類が腫瘤を示す場合、低周波側の強調成分を付加する処理であり、
   前記画像処理は、前記複数枚の断層画像の各々で、前記病変種類が腫瘤を示す前記病変候補の位置がズレる場合に、各々の前記病変候補の位置の集合における中心位置と、前記中心位置を囲む周辺位置とに濃度差をつける処理を含む、Ｘ線診断装置。
2. 前記画像処理は、前記複数枚の断層画像のうち、所定枚数以上の断層画像で前記病変種類が高濃度乳腺を示す場合には、前記高濃度乳腺を局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）であると判定し、前記局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）に対応する前記病変候補の位置を暗くする処理である、請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 被検体の乳房をＸ線撮影して得られた２次元画像と、前記乳房をトモシンセシス撮影して得られた複数枚の断層画像とを記憶する記憶手段と、
   前記複数枚の断層画像の各々にコンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を施して前記乳房の病変候補の位置及び病変種類を特定する特定手段と、
   前記２次元画像における前記病変候補の位置に、前記病変種類に応じた画像処理を施す画像処理手段と
   を具備し、
   前記画像処理は、前記複数枚の断層画像のうち、所定枚数以上の断層画像で前記病変種類が高濃度乳腺を示す場合には、前記高濃度乳腺を局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）であると判定し、前記局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）に対応する前記病変候補の位置を暗くする処理である、Ｘ線診断装置。
4. 前記画像処理を施した２次元画像を表示するように表示部を制御する表示制御手段を更に備えた請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
5. 前記画像処理は、前記病変種類に応じた強調成分を付加する処理である、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
6. 前記画像処理は、前記病変種類が石灰化を示す場合、高周波側の強調成分を付加する処理である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
7. 被検体の乳房をＸ線撮影して得られた２次元画像と、前記乳房をトモシンセシス撮影して得られた複数枚の断層画像とを記憶する記憶手段と、
   前記複数枚の断層画像の各々にコンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を施して前記乳房の病変候補の位置及び病変種類を特定する特定手段と、
   前記２次元画像における前記病変候補の位置に、前記病変種類に応じた画像処理を施す画像処理手段と
   を具備し、
   前記画像処理は、前記病変種類が腫瘤を示す場合、低周波側の強調成分を付加する処理であり、
   前記画像処理は、前記複数枚の断層画像の各々で前記病変種類が腫瘤を示す前記病変候補の位置がズレる場合には、各々の前記病変候補の位置の集合における中心位置と、前記中心位置を囲む周辺位置とに濃度差をつける処理を含む、画像処理装置。
8. 前記画像処理は、前記複数枚の断層画像のうち、所定枚数以上の断層画像で前記病変種類が局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）を示す場合には、前記局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）に対応する前記病変候補の位置を暗くする処理である、請求項７に記載の画像処理装置。
9. 被検体の乳房をＸ線撮影して得られた２次元画像と、前記乳房をトモシンセシス撮影して得られた複数枚の断層画像とを記憶する記憶手段と、
   前記複数枚の断層画像の各々にコンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を施して前記乳房の病変候補の位置及び病変種類を特定する特定手段と、
   前記２次元画像における前記病変候補の位置に、前記病変種類に応じた画像処理を施す画像処理手段と
   を具備し、
   前記画像処理は、前記複数枚の断層画像のうち、所定枚数以上の断層画像で前記病変種類が局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）を示す場合には、前記局所的非対称性陰影（ＦＡＤ）に対応する前記病変候補の位置を暗くする処理である、画像処理装置。
10. 前記画像処理を施した２次元画像を表示するように表示部を制御する表示制御手段を更に備えた請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
11. 前記画像処理は、前記病変種類に応じた強調成分を付加する処理である、請求項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
12. 前記画像処理は、前記病変種類が石灰化を示す場合、高周波側の強調成分を付加する処理である、請求項７乃至請求項１１のいずれか一項に記載の画像処理装置。
    

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