(57)【要約】【課題】トモシンセシス撮影支援装置、方法およびプログラムにおいて、トモシンセシス撮影時に、どのような体動が生じるかを適切に推定できるようにする。【解決手段】情報取得部３１が、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する。次いで、体動特徴導出部４２が、トモシンセシス撮影時に発生する乳房Ｍの体動の特徴を表す体動特徴情報を導出する。導出された体動特徴情報と被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報とを対応づけた対応付け情報をストレージ２３に保存する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項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ことにより、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を取得する場合における、前記被写体の特徴を表す被写体情報、前記トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および前記被写体のポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する情報取得部と、
前記トモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を導出する体動特徴導出部と、
前記被写体情報、前記撮影条件情報および前記ポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と前記体動特徴情報とを対応付けた対応付け情報を保存する保存部とを備えたトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項２】
前記対応付け情報は、前記被写体情報、前記撮影条件情報および前記ポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と前記体動特徴情報とを対応づけたデータベースである請求項１に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項３】
前記対応付け情報は、前記被写体情報、前記撮影条件情報および前記ポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報の入力により前記体動特徴情報を出力するように学習がなされた学習済みモデルである請求項１に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項４】
前記体動特徴情報は、前記複数の投影画像間における前記体動に基づく位置ずれ量、前記被写体を複数の領域に分割した場合における該領域毎の前記位置ずれ量の代表値、および前記位置ずれ量に応じた体動の分類のうちの少なくとも１つを含む請求項１から３のいずれか１項に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項５】
前記被写体は乳房である請求項１から４のいずれか１項に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項６】
前記被写体情報は、前記投影画像に含まれる前記乳房のサイズ、前記乳房の厚さ、前記乳房のタイプおよび患者を特定する情報のうちの少なくとも１つを含む請求項５に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項７】
前記撮影条件情報は、前記トモシンセシス撮影時の撮影時間、前記乳房の圧迫圧、前記乳房の撮影方向および撮影を行う技師を特定する情報のうちの少なくとも１つを含む請求項５または６に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項８】
新たな前記被写体情報、前記撮影条件情報および前記ポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得し、前記対応付け情報を参照して、取得した情報に応じて、新たなトモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を取得する体動特徴取得部をさらに備えた請求項１から７のいずれか１項に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項９】
前記取得された体動特徴情報に応じて、前記トモシンセシス撮影時における撮影アドバイスを導出するアドバイス導出部をさらに備えた請求項８に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項１０】
前記アドバイス導出部は、さらに前記被写体情報、前記撮影条件情報および前記ポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報に応じて、前記撮影アドバイスを導出する請求項９に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項１１】
前記取得された体動特徴情報を表示する表示制御部をさらに備えた請求項８から１０のいずれか１項に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項１２】
前記体動特徴情報および前記撮影アドバイスの少なくとも一方を表示する表示制御部をさらに備えた請求項９または１０に記載のトモシンセシス撮影支援装置。
【請求項１３】
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ことにより、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を取得する場合における、前記被写体の特徴を表す被写体情報、前記トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および前記被写体のポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得し、  前記トモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を導出し、
前記被写体情報、前記撮影条件情報および前記ポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と前記体動特徴情報とを対応付けた対応付け情報を保存するトモシンセシス撮影支援方法。
【請求項１４】
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ことにより、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を取得する場合における、前記被写体の特徴を表す被写体情報、前記トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および前記被写体のポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する手順と、
前記トモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を導出する手順と、
前記被写体情報、前記撮影条件情報および前記ポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と前記体動特徴情報とを対応付けた対応付け情報を保存する手順とをコンピュータに実行させるトモシンセシス撮影支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、トモシンセシス撮影を支援するためのトモシンセシス撮影支援装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線、ガンマ線等の放射線を用いた放射線画像撮影装置において、患部をより詳しく観察するために、放射線源を移動させて複数の線源位置から被写体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被写体を撮影することにより複数の投影画像を取得し、単純逆投影法あるい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。
【０００３】
このような断層画像を被写体における複数の断層面において生成することにより、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、従来の単純撮影により取得される２次元画像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。なお、単純撮影とは、被写体に１回放射線を照射して、被写体の透過像である１枚の２次元画像を取得する撮影方法である。
【０００４】
一方、トモシンセシス撮影は、撮影装置の機械的な誤差、および複数の線源位置のそれぞれにおける撮影の時間差に起因する被写体の体動等の影響により、再構成された断層画像がぼけてしまうという問題もある。このように断層画像がぼけてしまうと、とくに乳房が被写体である場合において、乳癌の早期発見に有用な、微小な石灰化等の病変を発見することが困難となる。
【０００５】
このため、トモシンセシス撮影により取得した投影画像から断層画像を生成するに際し、体動を補正する手法が提案されている。例えば、特許文献１には、トモシンセシス撮影により取得した複数の投影画像の画素値を保持しつつ、複数の投影画像のそれぞれについての撮影時の線源位置と放射線検出器との位置関係に基づいて、複数の投影画像の画素値を被写体の所望とする断層面上の座標位置に投影して複数の断層面投影画像を取得し、複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正し、位置ずれが補正された複数の断層面投影画像から断層画像を生成する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−６４１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、トモシンセシス撮影を行う際には、まずは撮影時に体動を発生させないような工夫が必要である。しかしながら、体動が発生する原因としては様々なものがある。例えば、被写体の特徴、撮影条件および被写体のポジショニングの仕方等に応じて、体動の発生の仕方が異なる。このため、個々のトモシンセシス撮影において、どのような体動が生じるかを適切に推定して、体動を発生させないための工夫を操作者が適切に判断することは困難である。
【０００８】
本発明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時に、どのような体動が生じるかを適切に推定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示によるトモシンセシス撮影支援装置は、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ことにより、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する場合における、被写体の特徴を表す被写体情報、トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および被写体のポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する情報取得部と、
トモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を導出する体動特徴導出部と、
被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と体動特徴情報とを対応付けた対応付け情報を保存する保存部とを備える。
【００１０】
「放射線源を検出部に対して相対的に移動させる」とは、放射線源のみを移動する場合、検出部のみを移動する場合、および放射線源と検出部との双方を移動する場合のいずれをも含む。
【００１１】
被写体情報としては、例えば、被写体の大きさ、厚さ、被写体が乳房のである場合の乳腺量および患者名等が挙げられる。撮影条件としては、撮影時間、被写体が乳房の場合の圧迫圧、撮影方向（ＣＣ（Cranio-Caudal、頭尾方向）およびＭＬＯ（Medio-Lateral Oblique、内外斜位方向））および技師名等が挙げられる。
【００１２】
なお、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、対応付け情報は、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と体動特徴情報とを対応づけたデータベースであってもよい。
【００１３】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、対応付け情報は、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報の入力により、体動特徴情報を出力するように学習がなされた学習済みモデルをであってもよい。
【００１４】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、体動特徴情報は、複数の投影画像間における体動に基づく位置ずれ量、被写体を複数の領域に分割した場合における領域毎の位置ずれ量の代表値、および位置ずれ量に応じた体動の分類のうちの少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００１５】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、被写体は乳房であってもよい。
【００１６】
この場合、被写体情報は、投影画像に含まれる乳房のサイズ、乳房の厚さ、乳房のタイプおよび患者を特定する情報のうちの少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００１７】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、撮影条件情報は、トモシンセシス撮影時の撮影時間、乳房の圧迫圧、乳房の撮影方向および撮影を行う技師を特定する情報のうちの少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００１８】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、新たな被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得し、対応付け情報を参照して、取得した情報に応じて、新たなトモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を取得する体動特徴取得部をさらに備えるものとしてもよい。
【００１９】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、取得された体動特徴情報に応じて、トモシンセシス撮影時における撮影アドバイスを導出するアドバイス導出部をさらに備えるものであってもよい。
【００２０】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、アドバイス導出部は、さらに被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報に応じて撮影アドバイスを導出するものであってもよい。
【００２１】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、取得された体動特徴情報を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。
【００２２】
また、本開示によるトモシンセシス撮影支援装置においては、体動特徴情報および撮影アドバイスの少なくとも一方を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。
【００２３】
本開示によるトモシンセシス撮影支援方法は、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ことにより、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する場合における、被写体の特徴を表す被写体情報、トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および被写体のポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得し、
トモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を導出し、
被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と体動特徴情報とを対応付けた対応付け情報を保存する。
【００２４】
本開示によるトモシンセシス撮影支援プログラムは、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ことにより、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する場合における、被写体の特徴を表す被写体情報、トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および被写体のポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する手順と、
トモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を導出する手順と、
被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と体動特徴情報とを対応付けた対応付け情報を保存する手順とをコンピュータに実行させる。
【００２５】
本開示による他のトモシンセシス撮影支援装置は、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、
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ことにより、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する場合における、被写体の特徴を表す被写体情報、トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および被写体のポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得し、
トモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を導出し、
被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と体動特徴情報とを対応付けた対応付け情報を保存する処理を実行する。
【発明の効果】
【００２６】
本開示によれば、トモシンセシス撮影時にどのような体動が生じるかを適切に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本開示の実施形態によるトモシンセシス撮影支援装置を適用した放射線画像撮影装置の概略構成図
【図２】放射線画像撮影装置を図１の矢印Ａ方向から見た図
【図３】本実施形態において、コンピュータにトモシンセシス撮影支援プログラムをインストールすることにより実現されたトモシンセシス撮影支援装置の概略構成を示す図
【図４】投影画像の取得を説明するための図
【図５】断層画像の生成を説明するための図
【図６】断層画像からの特徴点の検出を説明するための図
【図７】特徴点の投影画像への投影位置の算出を説明するための図
【図８】関心領域の設定を説明するための図
【図９】体動が発生していない場合の３つの関心領域内の画像を示す図
【図１０】体動が発生した場合の３つの関心領域内の画像を示す図
【図１１】３次元空間における特徴点を示す図
【図１２】領域分割を説明するための図
【図１３】ある領域についての領域位置ずれ量を２次元状に表した図
【図１４】ある領域についての領域位置ずれ量を２次元状に表した図
【図１５】ある領域についての領域位置ずれ量を２次元状に表した図
【図１６】体動特徴情報を、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報と対応づけたデータベースを示す図
【図１７】教師データを示す図
【図１８】撮影アドバイスの表示画面を示す図
【図１９】本実施形態における、体動特徴情報をデータベースに登録する処理を示すフローチャート
【図２０】本実施形態における体動特徴情報を取得して撮影アドバイスを表示する処理を示すフローチャート
【図２１】断層画像を生成する際の体動補正の処理を示すフローチャート
【図２２】補正済み断層画像の表示画面を示す図
【図２３】体動特徴情報の表示画面を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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トモシンセシス撮影支援装置を適用した放射線画像撮影装置の概略構成図、図２は放射線画像撮影装置を図１の矢印Ａ方向から見た図である。放射線画像撮影装置１は、乳房のトモシンセシス撮影を行って断層画像を生成するために、複数の線源位置から被写体である乳房Ｍを撮影して、複数の放射線画像、すなわち複数の投影画像を取得するマンモグラフィ撮影装置である。図１に示すように放射線画像撮影装置１は、撮影部１０、撮影部１０に接続されたコンピュータ２、並びにコンピュータ２に接続された表示部３および入力部４を備えている。
【００２９】
撮影部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、コンピュータ２により制御される。
【００３０】
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Ｘ線等の放射線の検出面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。なお、放射線検出器１５が検出部に対応する。また、本実施形態においては、検出部として放射線検出器１５を用いているが、放射線を検出して画像に変換することができれば、放射線検出器１５に限定されるものではない。
【００３１】
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、Ｘ線等の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。
【００３２】
放射線照射部１４の内部には、Ｘ線等の放射線を出射する放射線源１６が収納されている。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、コンピュータ２により制御される。
【００３３】
また、アーム部１２には、撮影台１３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、すなわち乳房Ｍの圧迫厚はコンピュータ２に入力される。
【００３４】
表示部３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）または液晶モニタ等の表示装置であり、後述するように取得された投影画像および断層画像の他、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。
【００３５】
入力部４はキーボード、マウスまたはタッチパネル等の入力装置からなり、操作者による放射線画像撮影装置１の操作を受け付ける。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も受け付ける。さらに、本実施形態においては、入力部４は、被写体である乳房Ｍの特徴を表す被写体情報、トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および乳房Ｍのポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報の操作者による入力を受け付ける。放射線画像撮影装置１の各部は、入力部４から入力されたこれらの情報にしたがって動作する。
【００３６】
コンピュータ２には、本実施形態によるトモシンセシス撮影支援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、コンピュータは、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。トモシンセシス撮影支援プログラムは、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。もしくは、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（以下、外部保存装置とする）、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。
【００３７】
図３はコンピュータ２に本実施形態によるトモシンセシス撮影支援プログラムをインストールすることにより実現されるトモシンセシス撮影支援装置の概略構成を示す図である。図３に示すように、トモシンセシス撮影支援装置は、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。
【００３８】
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、放射線画像撮影装置１の各部を駆動するためのプログラムおよびトモシンセシス撮影支援プログラムを含む各種情報が記憶されている。また、トモシンセシス撮影により取得された投影画像および後述するように生成された断層画像も記憶される。
【００３９】
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。トモシンセシス撮影支援プログラムは、ＣＰＵ２１に実行させる処理として、被写体である乳房Ｍの特徴を表す被写体情報、トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および乳房Ｍのポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する情報取得処理、後述するデータベースを参照して、取得した情報に応じて、トモシンセシス撮影時に発生する乳房Ｍの体動の特徴を表す体動特徴情報を取得する体動特徴取得処理、体動特徴情報に応じて、トモシンセシス撮影時における撮影アドバイスを導出するアドバイス導出処理、並びに体動特徴情報および撮影アドバイスの少なくとも一方を表示部３に表示する表示制御処理を規定する。
【００４０】
そして、ＣＰＵ２１がトモシンセシス撮影支援プログラムに従いこれらの処理を実行することで、コンピュータ２は、情報取得部３１、体動特徴取得部３２、アドバイス導出部３３および表示制御部３４として機能する。
【００４１】
なお、本実施形態においては、コンピュータ２は、撮影部１０にトモシンセシス撮影を行わせて、複数の線源位置のそれぞれに対応する乳房Ｍの複数の投影画像を取得する画像取得部４０、複数の投影画像を再構成することにより、乳房Ｍの少なくとも１つの断層面における断層画像を生成する再構成部４１、および投影画像間の位置ずれ量から体動特徴情報を導出する体動特徴導出部４２としても機能する。
【００４２】
まず、画像取得部４０および再構成部４１について説明する。画像取得部４０は、画像取得処理を行うに際し、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予め定められた撮影条件により被写体である乳房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。
【００４３】
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、・・・、Ｇｎが取得される。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。また、トモシンセシス撮影支援プログラムとは別個のプログラムにより複数の投影画像Ｇｉを取得してストレージ２３または外部保存装置に保存するようにしてもよい。この場合、画像取得部４０は、ストレージ２３または外部保存装置に保存された複数の投影画像Ｇｉを、再構成処理等のためにストレージ２３または外部保存装置から読み出すものとなる。
【００４４】
なお、図４において、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。線源位置Ｓｃを基準線源位置Ｓｃと称し、基準線源位置Ｓｃにおいて乳房Ｍに放射線を照射することにより取得される投影画像Ｇｃを基準投影画像Ｇｃと称するものとする。ここで、「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」とは、放射線の光軸Ｘ０が放射線検出器１５の検出面１５Ａに対して９０度の角度で交わることを意味するが、これに限定されるものではなく、９０度に対してある程度の誤差を持って交わる場合も含む。例えば、９０度に対して±３度程度の誤差を持って放射線の光軸Ｘ０が放射線検出器１５の検出面１５Ａと交わる場合も、本実施形態における「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」に含まれる。
【００４５】
再構成部４１は、複数の投影画像Ｇｉの全部または一部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４１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の全部または一部を再構成して、図５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、ｍは断層画像の数）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。なお、再構成部４１は、後述するようにトモシンセシス撮影中における乳房Ｍの体動に基づく位置ずれ量が導出されると、位置ずれ量を補正して複数の投影画像Ｇｉを再構成することにより、体動が補正された補正済み断層画像を生成する。
【００４６】
情報取得部３１は、被写体である乳房Ｍの特徴を表す被写体情報、トモシンセシス撮影時における撮影条件を表す撮影条件情報、および乳房Ｍのポジショニングを表すポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する。本実施形態においては、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のすべてを取得するものとする。これらの情報は、操作者が入力部４を用いて入力することにより取得される。また、撮影部１０が出力した情報を受け取ることによっても取得される。なお、これらの情報が保存された外部保存装置からこれらの情報を取得するようにしてもよい。
【００４７】
なお、被写体情報は、投影画像Ｇｉに含まれる乳房Ｍのサイズ、乳房Ｍの厚さ、乳房Ｍのタイプおよび患者を特定する情報のうちの少なくとも１つを含む。乳房Ｍのサイズは、投影画像Ｇｉに含まれる乳房Ｍの領域のサイズであり、乳房Ｍの領域の画素数×１画素の面積により算出することができる。なお、乳房Ｍのサイズは、１つの投影画像Ｇｉにおける乳房Ｍのサイズであってもよく、複数の投影画像Ｇｉに含まれる乳房Ｍのサイズの平均値または最大値等の代表値であってもよい。乳房Ｍの厚さは、圧迫板１７による乳房Ｍの圧迫厚である。圧迫厚は撮影部１０から取得される。患者を特定する情報は、患者ＩＤおよび患者名等である。
【００４８】
一方、乳房Ｍは乳腺組織および脂肪組織が混在しており、乳腺組織と脂肪組織との割合、および乳腺組織と脂肪組織との分布状況によって、乳房Ｍを高濃度タイプ、脂肪性タイプ、乳腺散在タイプおよび不均一高濃度タイプの４つの乳房タイプに分類することができる。乳房Ｍのタイプはこれら４つの乳房タイプのいずれかのタイプである。乳房タイプを決定するためには、乳房Ｍに含まれる乳腺組織および脂肪組織の量が必要である。乳房Ｍに含まれる乳腺組織および脂肪組織の量は、例えば特開２０１５−２５３２４５号公報に記載された手法を用いて求めることができる。特開２０１５−２５３２４５号公報に記載された手法は、撮影時において乳房Ｍを透過することなく放射線検出器１５に直接到達した放射線量、乳房Ｍを透過して放射線検出器１５に到達した放射線量、脂肪による放射線の減弱係数、乳腺による放射線の減弱係数、および乳房Ｍの厚さの関係に基づいて、乳腺含有率を算出し、乳腺含有率から乳房Ｍにおける乳腺組織および脂肪組織の量を求める手法である。
【００４９】
撮影条件情報は、トモシンセシス撮影を開始してから終了するまでの撮影時間、乳房Ｍの圧迫圧、乳房Ｍの撮影方向および撮影を行う技師を特定する情報のうちの少なくとも１つを含む。乳房Ｍの圧迫圧は圧迫板１７による乳房Ｍを圧迫する力（単位は例えばニュートン［Ｎ］）であり、撮影部１０から入力される。乳房Ｍの撮影方向はＣＣまたはＭＬＯである。技師を特定する情報は、技師ＩＤおよび技師名等である。
【００５０】
ポジショニング情報としては、例えば特開２０１０−５１４５６号公報に記載されたポジショニングの評価結果を用いることができる。特開２０１０−５１４５６号公報に記載された手法は、以下のようにしてポジショニングを評価する。まず、投影画像を解析し、投影画像から乳房、乳腺、大胸筋および乳頭を解剖学的構造物として抽出する。そして、これらの構造物の抽出結果に基づいて、投影画像の撮影時におけるポジショニングに関する複数の評価項目を評価し、各評価項目を点数化する。そして、複数の評価項目の点数に基づいて、ポジショニングを総合的に評価する。評価項目としては、乳房の左右の対称性、乳頭の側面性（乳頭が真横から撮影されているか）、大胸筋が含まれる程度、乳腺後隙、および乳房下部等が用いられる。本実施形態においては、各評価項目の点数がポジショニング情報として取得される。
【００５１】
体動特徴取得部３２は、情報取得部３１が取得した情報に応じて、トモシンセシス撮影時に発生する乳房Ｍの体動の特徴を表す体動特徴情報を取得する。体動特徴情報は、複数の投影画像Ｇｉ間における体動に基づく位置ずれ量、乳房Ｍを複数の領域に分割した場合における領域毎の位置ずれ量の代表値、および位置ずれ量に応じた体動の分類のうちの少なくとも１つを含む。本実施形態においては、位置ずれ量から導出される体動の分類を体動特徴情報として取得するものとするが、これに限定されるものではない。また、本実施形態においては、体動特徴取得部３２は、後述するように生成されるデータベースを参照して、体動特徴情報を取得するものとする。なお、本実施形態において、体動特徴情報は体動特徴導出部４２が導出してデータベースに登録するものとする。また、データベースは、体動特徴導出部４２により、ストレージ２３に保存されるものとする。
【００５２】
以下、体動特徴情報の導出の処理について説明する。体動特徴情報の導出には投影画像Ｇｉおよび乳房Ｍの体動に基づく投影画像Ｇｉ間の位置ずれ量が必要である。このため、まず画像取得部４０が撮影部１０にトモシンセシス撮影を行わせて、複数の投影画像Ｇｉを取得する。そして、再構成部４１が、投影画像Ｇｉを再構成することにより複数の断層画像Ｄｊを生成する。そして、体動特徴導出部４２が、複数の断層画像Ｄｊから特徴点を検出する。以下、体動特徴導出部４２が行う処理について説明する。
【００５３】
図６は断層画像からの特徴点の検出を説明するための図である。なお、ここでは１つの断層画像Ｄ０からの特徴点の検出について説明する。図６に示すように、断層画像Ｄ０には、石灰化等の点状構造物Ｅ１〜Ｅ３および血管の交点等のエッジの交点Ｅ４，Ｅ５が含まれる。体動特徴導出部４２は、公知のコンピュータ支援画像診断（ＣＡＤ: Computer Aided Diagnosis、以下ＣＡＤと称する）のアルゴリズムを用いて、断層画像Ｄ０から石灰化等の点状構造物を特徴点として検出する。また、Ｈａｒｒｉｓのコーナー検出法、ＳＩＦＴ(Scale-Invariant Feature Transform)、ＦＡＳＴ（Features from Accelerated Segment Test）あるいはＳＵＲＦ(Speeded Up Robust Features)等のアルゴリズムを用いて、断層画像Ｄ０に含まれる、エッジ、エッジの交点およびエッジの角部等を特徴点として検出する。そして体動特徴導出部４２は、投影画像Ｇｉにおける特徴点の投影位置を算出する。なお、特徴点は断層画像Ｄ０における１つの画素のみであってもよく、特徴となる構造の位置を表す複数の画素からなるものであってもよい。
【００５４】
図７は特徴点の投影画像への投影位置の算出を説明するための図である。なお、図７においては説明を簡単なものとするために、線源位置Ｓｋ１、基準線源位置Ｓｃおよび線源位置Ｓｋ２のそれぞれに対応する３つの投影画像Ｇｋ１、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２への投影位置の算出について説明する。また、図７においては、説明のため３つの投影画像が異なる平面に存在するように示しているが、実際には同一平面に存在する。また、図７においては、断層面Ｔ０における断層画像Ｄ０において１つの特徴点Ｆ０が検出されているものとする。したがって、断層面Ｔ０には特徴点Ｆ０が含まれることとなる。なお、ここでは説明のために１つの特徴点Ｆ０のみを投影するものとするが、実際には複数の異なる特徴点が投影画像に投影される。
【００５５】
図７に示すように、撮影時においては、乳房Ｍの断層面Ｔ０に含まれる特徴点Ｆ０は、投影画像Ｇｋ１、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２のそれぞれにおける位置Ｐｋ１，Ｐｃ，Ｐｋ２に投影される。線源位置Ｓｋ１、基準線源位置Ｓｃ、線源位置Ｓｋ２および乳房Ｍ内の特徴点Ｆ０の３次元空間における位置は既知である。また、投影画像Ｇｋ１、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２が生成される放射線検出器１５の検出面１５Ａの３次元空間における位置も既知である。このため、体動特徴導出部４２は、線源位置Ｓｋ１、基準線源位置Ｓｃ、線源位置Ｓｋ２および乳房Ｍ内の特徴点Ｆ０の３次元空間における位置、並びに投影画像Ｇｋ１、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２が生成される放射線検出器１５の検出面の位置に基づいて、線源位置Ｓｋ１、基準線源位置Ｓｃおよび線源位置Ｓｋ２における特徴点Ｆ０の投影位置Ｐｋ１，Ｐｃ，Ｐｋ２を算出する。
【００５６】
続いて、体動特徴導出部４２は、図８に示すように、投影画像Ｇｋ１、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２において、投影位置Ｐｋ１，Ｐｃ，Ｐｋ２を中心とする予め定められた大きさの関心領域Ｒｋ１，Ｒｃ，Ｒｋ２を設定する。さらに、体動特徴導出部４２は、連続する撮影により取得される投影画像間（以下、連続する投影画像間とする）におけるシフトベクトルを位置ずれ量として導出する。まず、基準投影画像Ｇｃを基準として、関心領域Ｒｃを含む予め定められた探索範囲において、関心領域Ｒｃに対する関心領域Ｒｋ１の位置合せを行い、関心領域Ｒｃに対する関心領域Ｒｋ１の移動方向および移動量を表すシフトベクトルを位置ずれ量として導出する。また、投影画像Ｇｋ２を基準として、関心領域Ｒｋ２を含む予め定められた探索範囲において、関心領域Ｒｋ２に対する関心領域Ｒｃの位置合せを行い、関心領域Ｒｋ２に対する関心領域Ｒｃの移動方向および移動量を表すシフトベクトルを位置ずれ量として導出する。なお、位置合せは、関心領域Ｒｃ，Ｒｋ１，Ｒｋ２間の相関が最大となるように、関心領域Ｒｃに対する関心領域Ｒｋ１の移動方向および移動量、並びに関心領域Ｒｋ２に対する関心領域Ｒｃの移動方向および移動量を求めることを意味する。ここで、相関としては正規化相互相関を用いればよい。なお、連続する投影画像間において導出されるシフトベクトルは、投影画像の数よりも１つ少ないものとなる。例えば投影画像の数が１５であれば、シフトベクトルの数は１４となり、投影画像の数が３であれば、シフトベクトルの数は２となる。
【００５７】
図９は、投影画像Ｇｋ１、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２を取得する間に体動が発生していない場合の３つの関心領域Ｒｋ１，Ｒｃ，Ｒｋ２内の画像を示す図である。なお、図９においては関心領域Ｒｋ１，Ｒｃ，Ｒｋ２に含まれる特徴点Ｆ０の像Ｆ１を投影位置Ｐｋ１，Ｐｃ，Ｐｋ２よりも大きい丸印により示している。図９に示すように、投影画像Ｇｋ１、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２を取得する間に体動が発生していない場合、３つの関心領域Ｒｋ１，Ｒｃ，Ｒｋ２のすべてにおいて、投影位置Ｐｋ１，Ｐｃ，Ｐｋ２と、関心領域Ｒｋ１，Ｒｃ，Ｒｋ２に含まれる特徴点の像Ｆ１の位置とが一致する。このため、関心領域Ｒｃに対する関心領域Ｒｋ１のシフトベクトル、および関心領域Ｒｋ２に対する関心領域Ｒｃのシフトベクトルすなわち位置ずれ量はいずれも０となる。
【００５８】
図１０は投影画像Ｇｋ１、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２のうち、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２を取得する間に体動が発生した場合の３つの関心領域Ｒｋ１，Ｒｃ，Ｒｋ２内の画像を示す図である。図１０においては、投影画像Ｇｋ１および基準投影画像Ｇｃを取得する間には体動が発生していないため、関心領域Ｒｋ１，Ｒｃにおける投影位置Ｐｋ１，Ｐｃと、関心領域Ｒｋ１，Ｒｃに含まれる特徴点の像Ｆ１の位置とが一致する。このため、関心領域Ｒｃに対する関心領域Ｒｋ１の位置ずれ量は０となる。一方、基準投影画像Ｇｃおよび投影画像Ｇｋ２を取得する間には体動が発生しているため、関心領域Ｒｋ２における投影位置Ｐｋ２と、関心領域Ｒｋ２に含まれる特徴点の像Ｆ１の位置とが一致しない。このため、関心領域Ｒｋ２に対する関心領域Ｒｃは移動量および移動方向が発生し、その結果、大きさおよび方向を有するシフトベクトルＶ１０が導出される。導出されたシフトベクトルＶ１０が位置ずれ量となる。
【００５９】
なお、上記では１つの断層画像Ｄｊにおいて１つの特徴点Ｆ０を検出し、１つの特徴点Ｆ０についてのみ、複数の投影画像間の位置ずれ量を導出している。しかしながら、実際には、体動特徴導出部４２は、図１１に示すように、複数の断層画像Ｄｊにより表される乳房Ｍ内の３次元空間において複数の異なる特徴点Ｆ（ここでは黒丸で表す１０個の特徴点）に関して位置ずれ量を導出する。これにより、体動が発生した状態で取得された投影画像については、複数の異なる特徴点Ｆに関する位置ずれ量が導出される。体動特徴導出部４２は、断層画像を生成する３次元空間のすべての座標位置に対して、複数の異なる特徴点Ｆについての位置ずれ量を補間する。これにより、体動特徴導出部４２は、体動が発生した状態で取得された投影画像について、断層画像を生成する３次元空間のすべての座標位置について位置ずれ量を導出する。
【００６０】
さらに、体動特徴導出部４２は、断層画像を生成する３次元空間を８つの領域に等分する。図１２は領域分割を説明するための図である。図１２に示すように、体動特徴導出部４２は、断層画像を生成する３次元空間を直方体状の８つの領域に等分する。なお、領域の分割数は８に限定されるものではない。そして、体動特徴導出部４２は、８つの領域のそれぞれについて、投影画像間の位置ずれ量の代表値を領域位置ずれ量として導出する。代表値としては、各領域において導出したすべての位置ずれ量の平均値、最大値、分散値および中央値等を用いることができる。本実施形態においては、位置ずれ量の最大値および分散値をそれぞれ第１および第２の領域位置ずれ量として用いる。これにより、８つの領域のそれぞれにおいて第１および第２の領域位置ずれ量が導出されることとなる。
【００６１】
また、体動特徴導出部４２は、各領域について導出した第１および第２の領域位置ずれ量の代表値を各投影画像Ｇｉについての画像位置ずれ量として導出する。画像位置ずれ量としては、８つの領域のそれぞれにおける第１および第２の領域位置ずれ量の向きの平均値および分散値の少なくとも一方、並びに第１および第２の領域位置ずれ量の大きさ（スカラー量）の平均値、分散値、最大値および中央値等のうちの少なくとも１つを用いることができる。本実施形態においては、８つの領域のそれぞれにおける第１および第２の領域位置ずれ量の大きさの平均値を、それぞれ第１および第２の画像位置ずれ量として導出する。
【００６２】
また、体動特徴導出部４２は、第１および第２の画像位置ずれ量に基づいて、トモシンセシス撮影時に発生した体動の分類を導出する。具体的には、第１の画像位置ずれ量の大きさが予め定められた第１のしきい値Ｔｈ１以上の場合には、体動の分類を「急激な変化」とする。
【００６３】
また、画像位置ずれ量が領域位置ずれ量の向きの分散値である場合において、いずれかの領域においての画像位置ずれ量が予め定められた第２のしきい値Ｔｈ２以下の場合には、体動の分類を「一定方向に徐々に移動」とする。
【００６４】
また、第１の画像位置ずれ量がしきい値Ｔｈ１よりも小さい第３のしきい値Ｔｈ３以下の場合には、体動の分類を「体動なし」とする。また、これらの３つの体動の分類以外の体動の分類を「ランダム」とする。
【００６５】
図１３〜図１５は８つの領域のうちのある領域についての位置ずれ量を２次元状に表した図である。図１３〜図１５において、横軸および縦軸はそれぞれ投影画像ＧｉのＸ方向およびＹ方向を表す。また、図１３〜図１５においては、ある領域についての１５の投影画像から導出された１４の位置ずれ量が白丸にてプロットされている。また、８番目の投影画像Ｇ８を基準投影画像Ｇｃとしており、その領域位置ずれ量を原点（０，０）に二重丸にてプロットしている。また、最初に撮影される投影画像の領域位置ずれ量および最後に撮影される投影画像の位置ずれ量に、それぞれＶｓ，Ｖｅの参照符号を付与している。
【００６６】
図１３においては、各投影画像間における位置ずれ量のＹ方向の分散値が第２のしきい値Ｔｈ２以下であると見なすことができる。これは体動がＸ方向に発生していることを意味している。このため、体動の分類は「一定方向へ徐々に移動」となる。なお、一定方向へ徐々に移動する体動は、撮影方法がＭＬＯ撮影であったり、圧迫圧が不足したりしている場合に発生しやすい。
【００６７】
図１４においては、最初の撮影により取得される投影画像から４番目の撮影により取得される投影画像までの間の位置ずれ量が、他の撮影により取得される投影画像間の位置ずれ量よりも大きいものとなっている。この場合、位置ずれ量の大きさの最大値の８つの領域についての平均値は、第１のしきい値Ｔｈ１以上であると見なすことができる。このため、体動の分類は「急激な変化」となる。なお、急激に変化する体動は、例えば撮影時に放射線源１６が移動を開始すること等によって、患者が驚いてしまったような場合に発生しやすい。
【００６８】
図１５は各投影画像における位置ずれ量の関係がランダムに表れているため、体動の分類は「ランダム」となる。
【００６９】
体動特徴導出部４２は、上述したようにして導出した体動の分類、位置ずれ量、領域位置ずれ量および画像位置ずれ量、すなわち体動特徴情報を、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報と対応づけたデータベースを生成する。図１６は体動特徴情報を、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報と対応づけたデータベースを示す図である。図１６に示すように、データベース７０には、被写体情報（乳房Ｍの大きさ、厚さ、乳房タイプおよび患者ＩＤ）、撮影条件情報（撮影時間、圧迫圧、撮影方向および技師ＩＤ）、並びにポジショニング情報（ポジショニングの評価結果、ここでは対称性、乳頭側面性および大胸筋程度）と体動特徴情報（体動の分類、位置ずれ量、領域位置ずれ量および画像位置ずれ量）とが対応づけられて、複数登録されている。なお、データベース７０が本開示の対応付け情報に対応する。このようにして生成されたデータベース７０は、ストレージ２３に保存される。また、新たな投影画像が取得された場合は、新たな投影画像を取得したトモシンセシス撮影についての被写体情報、撮影条件情報、ポジショニング情報および体動特徴情報がデータベース７０に新たに登録される。
【００７０】
体動特徴取得部３２は、情報取得部３１が取得した、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つに応じて、データベース７０を参照して体動特徴情報を取得する。
【００７１】
なお、図１６に示すデータベース７０は、体動特徴情報を、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報と対応づけているが、体動特徴情報を、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちのいずれか１つの情報または２つの情報と対応づけるようにデータベース７０を生成してもよい。この場合、情報取得部３１は、データベース７０に登録された情報に応じた１または２つの情報を取得するものとなる。
【００７２】
アドバイス導出部３３は、体動特徴取得部３２が取得した体動特徴情報に応じて、トモシンセシス撮影時における撮影アドバイスを導出する。また、本実施形態においては、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報をさらに用いて、撮影アドバイスを導出する。このために、アドバイス導出部３３は、体動特徴情報の入力により、または体動特徴情報並びに被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報の入力により、撮影アドバイスを出力するように学習がなされた学習済みモデルを有する。
【００７３】
学習済みモデルは、体動特徴情報と対応づけられた撮影アドバイス、並びに体動特徴情報と被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と対応づけられた撮影アドバイスを教師データとして使用して、ディープニューラルネットワークを学習することにより作成される。
【００７４】
図１７は教師データの例を示す図である。図１７に示すように教師データ５１は、体動分類が「一定方向に徐々に移動」であり、撮影条件情報の１つである圧迫圧がしきい値以下の場合に、「前回の撮影では、圧迫圧Ｘ[Ｎ]で一定方向に徐々に移動する体動が発生しています。圧迫圧を強めて撮影して下さい。」の撮影アドバイスを出力させるものとなっている。教師データ５２は、体動分類が「急激な変化」の場合に、「前回の撮影では、急激な変化をする体動が発生しています。撮影中に急に体を動かすことがないよう患者様に声かけをして撮影して下さい。」の撮影アドバイスを出力させるものとなっている。教師データ５３は、体動分類が「体動なし」以外、被写体情報の１つである乳房タイプが「脂肪性乳房」、または被写体情報の１つである乳房Ｍの厚さがしきい値以上の場合に、「体動が発生しやすい乳房です。圧迫圧およびポジショニングに注意して撮影して下さい。」の撮影アドバイスを出力させるものとなっている。教師データ５４は、体動分類が「一定方向に徐々に移動」であり、撮影条件情報の１つである撮影方向がＭＬＯであり、ポジショニング情報の１つである大胸筋面積がしきい値以上の場合に、「前回の撮影では、大胸筋が大きく写り込んだポジショニングで、一定方向に徐々に移動する体動が発生しています。ポジショニングに注意してください。」の撮影アドバイスを出力させるものとなっている。
【００７５】
なお、教師データとしては図１７に示すものに限定されない。体動特徴情報と対応づけられた撮影アドバイス、または体動特徴情報並びに被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と対応づけられた撮影アドバイスであれば、任意の教師データを用いることができる。
【００７６】
また、学習済みモデルとしては、ディープニューラルネットワークに限定されるものではなく、サポートベクタマシン、畳み込みニューラルネットワーク、およびリカレントニューラルネットワーク等を用いることができる。
【００７７】
表示制御部３４は、アドバイス導出部３３が導出した撮影アドバイスを表示部３に表示する。図１８は撮影アドバイスの表示画面を示す図である。図１８に示すように、表示画面６０には、患者ＩＤおよび患者名に加えて、例として「前回の撮影では、急激な変化をする体動が発生しています。撮影中に急に体を動かすことがないよう患者様に声かけをして撮影して下さい。」の撮影アドバイスが表示されている。
【００７８】
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。まず、体動特徴情報をデータベース７０に登録する処理について説明する。図１９は本実施形態における、体動特徴情報をデータベースに登録する処理を示すフローチャートである。操作者がトモシンセシス撮影開始の指示を行うことにより処理が開始され、情報取得部３１が、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する（情報取得；ステップＳＴ１）。次いで、体動特徴導出部４２が体動特徴情報を導出し（ステップＳＴ２）、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報と導出した体動特徴情報とを対応づけてデータベース７０に登録し（ステップＳＴ３）、処理を終了する。
【００７９】
図２０は、本実施形態における体動特徴情報を取得して撮影アドバイスを表示する処理を示すフローチャートである。体動特徴情報を取得する処理は、トモシンセシス撮影を行う前に行われる。なお、上述したデータベース７０はすでに生成されてストレージ２３に保存されているものとする。操作者がトモシンセシス撮影開始の指示を行うことにより処理が開始され、情報取得部３１が、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報を取得する（情報取得；ステップＳＴ１１）。次いで、体動特徴取得部３２が、情報取得部３１が取得した情報に応じて、トモシンセシス撮影時に発生する乳房Ｍの体動の特徴を表す体動特徴情報を取得する（ステップＳＴ１２）。さらに、アドバイス導出部３３が、体動特徴取得部３２が取得した体動特徴情報に応じて、トモシンセシス撮影時における撮影アドバイスを導出する（ステップＳＴ１３）。そして、表示制御部３４が、撮影アドバイスを表示部３に表示し（ステップＳＴ１４）、処理を終了する。操作者は表示された撮影アドバイスに基づいて、トモシンセシス撮影を行う。
【００８０】
このように、本実施形態においては、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報に応じて、トモシンセシス撮影時に発生する被写体の体動の特徴を表す体動特徴情報を導出してデータベース７０に登録するようにした。また、本実施形態においては、新たなトモシンセシス撮影を行う際に、データベース７０を参照して体動特徴情報を取得するようにした。このため、取得した体動特徴情報を参照することにより、トモシンセシス撮影時に、どのような体動が生じるかを適切に推定することができる。
【００８１】
とくに、体動特徴情報に応じて撮影アドバイスを導出するようにしたため、操作者は、撮影アドバイスを参照することにより、体動を発生させないためにはどのような点に注意して撮影を行えばよいかを適切に認識することができる。また撮影アドバイスにしたがってトモシンセシス撮影を行うことにより、体動を小さくすることができるため、体動に起因するぼけが低減された、高画質の断層画像を生成することができる。
【００８２】
なお、撮影アドバイスにしたがってトモシンセシス撮影を行っても、なおも体動が発生する可能性がある。以下、トモシンセシス撮影を行うことにより取得した投影画像を再構成して断層画像を生成する際の体動補正について説明する。図２１は断層画像を生成する際の体動補正の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、画像取得部４０は撮影部１０にトモシンセシス撮影を行わせて複数の投影画像Ｇｉを取得する（ステップＳＴ２１）。そして、再構成部４１が、複数の投影画像Ｇｉの全部または一部を再構成して複数の断層画像Ｄｊを生成する（ステップＳＴ２２）。次いで、体動特徴導出部４２が、複数の投影画像Ｇｉ間の位置ずれ量を導出する（ステップＳＴ２３）。位置ずれ量の導出は、上記と同様に行われる。
【００８３】
さらに、体動特徴導出部４２は、位置ずれ量が収束したか否かを判定する（ステップＳＴ２４）。位置ずれ量が収束したか否かの判定は、各投影画像Ｇｉについて導出された位置ずれ量が予め定められたしきい値Ｔｈ１０以下となった否かを判定することにより行えばよい。しきい値Ｔｈ１０は、これ以上位置ずれ量を補正しなくても、断層画像に体動の影響がないといえる程度の値に設定すればよい。この場合の位置ずれ量は、３次元空間の座標位置において導出したすべての位置ずれ量であってもよく、領域位置ずれ量であってもよく、画像位置ずれ量であってもよい。ステップＳＴ２４が肯定されると、位置ずれ量を補正する必要はないことから、表示制御部３４が断層画像を表示し（ステップＳＴ２５）、処理を終了する。
【００８４】
ステップＳＴ２４が否定されると、再構成部４１は、位置ずれ量を補正しつつ、複数の投影画像Ｇｉを再構成することにより補正済み断層画像Ｄｈｊを新たな断層画像として生成する（ステップＳＴ２６）。そして、ステップＳＴ２３の処理に戻り、体動特徴導出部４２が、新たな断層画像を用いて新たな位置ずれ量を導出し、ステップＳＴ２４において、位置ずれ量が予め定められたしきい値Ｔｈ１０以下であるか否かを判定する。そして、ステップＳＴ２４が肯定されるまで、ステップＳＴ２６およびステップＳＴ２３の処理が繰り返される。なお、補正済み断層画像Ｄｈｊが新たな断層画像として生成された場合、ステップＳＴ２６において表示される断層画像は新たな断層画像となる。
【００８５】
図２２は補正済み断層画像の表示画面を示す図である。図２２に示すように、表示画面６１には、体動補正前の断層画像Ｄｊおよび体動補正がなされた補正済み断層画像Ｄｈｊが表示される。断層画像Ｄｊには体動補正されていないことが分かるように、「補正前」のラベル６２が付与されている。補正済み断層画像Ｄｈｊには体動補正されていることが分かるように、「補正後」のラベル６３が付与されている。なお、断層画像Ｄｊに対してのみラベル６２を付与してもよく、補正済み断層画像Ｄｈｊに対してのみラベル６３を付与してもよい。なお、補正済み断層画像Ｄｈｊのみを表示してもよいことはもちろんである。図２２において、補正前の断層画像Ｄｊに含まれる構造物がぼけていることを破線で示し、補正済み断層画像Ｄｈｊに含まれる構造物がぼけていないことを実線にて示している。
【００８６】
ところで、本実施形態においては、体動特徴情報として、３次元空間の座標位置毎の位置ずれ量、領域位置ずれ量または画像位置ずれ量がデータベース７０に登録されている。このため、体動特徴取得部３２により、データベース７０に登録されたいずれかの位置ずれ量を取得するようにしてもよい。ここで、体動は同じ患者であれば同じように発生することが多い。このため、体動特徴取得部３２が患者ＩＤ等からデータベース７０を参照して取得した位置ずれ量は、その患者に発生している可能性が高い体動を表すものとなる。したがって、上述した図２１に示す体動補正処理を行うに際し、位置ずれ量の初期値として、体動特徴取得部３２が取得した位置ずれ量を用いることが可能である。これにより、図２１に示す体動補正処理のように、位置ずれ量が収束するまで位置ずれ量の補正を繰り返す場合において、最初の処理の際に、ステップＳＴ２３における位置ずれ量を導出するための演算を省略することができる。
【００８７】
なお、体動特徴取得部３２は、データベース７０を参照して体動特徴情報を取得しているが、これに限定されるものではない。体動特徴取得部３２は、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報の入力により、体動特徴情報を出力するように学習がなされた学習済みモデルにより体動特徴情報を取得するものとしてもよい。この学習済みモデルが、本開示の対応付け情報に対応する。学習済みモデルは、被写体情報、撮影条件情報およびポジショニング情報のうちの少なくとも１つの情報と対応づけられた体動特徴情報を教師データとして使用して、ディープニューラルネットワーク等を学習することにより作成され、ストレージ２３に保存される。
【００８８】
また、上記実施形態においては、アドバイス導出部３３から撮影アドバイスを導出して表示部３に表示しているが、これに限定されるものではない。撮影アドバイスに加えて、または撮影アドバイスに代えて、体動特徴取得部３２が取得した体動特徴情報を表示部３に表示してもよい。この場合、体動特徴取得部３２は、例えば、被写体情報として患者ＩＤのみを取得し、患者ＩＤに基づいてデータベース７０を参照して体動特徴情報を取得してもよい。図２３は体動特徴情報の表示画面を示す図である。図２３に示すように体動特徴情報の表示画面６４には、患者ＩＤ、患者名および体動特徴として「一定方向に徐々に移動」が表示されている。
【００８９】
また、上記実施形態においては、３次元空間のすべての座標位置について位置ずれ量を導出しているが、図１２に示すように３次元空間を８つの領域に等分した場合、８つの領域のそれぞれにおいて１つの位置ずれ量を導出するようにしてもよい。この場合、３次元空間のすべての座標位置について位置ずれ量を導出する場合と比較して、位置ずれ量導出のための演算量を低減して、処理を高速に行うことができる。
【００９０】
また、上記実施形態においては、被写体を乳房Ｍとしているが、これに限定されるものではなく、人体の胸部、または腹部等、任意の部位を被写体としてもよいことはもちろんである。
【００９１】
また、上記実施形態において、例えば、情報取得部３１、体動特徴取得部３２、アドバイス導出部３３、表示制御部３４、画像取得部４０、再構成部４１および体動特徴導出部４２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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
また、本開示は、プログラムに加えて、プログラムを記録した非一過性の記録媒体にも及ぶ。
【符号の説明】
【００９６】
１    放射線画像撮影装置
２    コンピュータ
３    表示部
４    入力部
１０    撮影部
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
１８    支持部
１９    移動機構
２１    ＣＰＵ
２２    メモリ
２３    ストレージ
３１    情報取得部
３２    体動特徴取得部
３３    アドバイス導出部
３４    表示制御部
４０    画像取得部
４１    再構成部
４２    体動特徴導出部
５１〜５３    教師データ
６０，６１，６４    表示画面
６２，６３    ラベル
Ｄ０，Ｄｊ    断層画像
７０    データベース
Ｅ１〜Ｅ３    点状構造物
Ｅ４，Ｅ５    交点
Ｆ０    特徴点
Ｇｉ（ｉ＝１〜ｎ），Ｇｋ１，Ｇｋ２    投影画像
Ｇｃ    基準投影画像
Ｍ    乳房
Ｐｋ１，Ｐｃ，Ｐｋ２    特徴点の投影位置
Ｐｐ１，Ｐｐｃ，Ｐｐ２    対応点
Ｐｔ１，Ｐｔｃ，Ｐｔ２    対応点の投影位置
Ｒｋ１，Ｒｃ，Ｒｋ２，Ｒ１０    関心領域
Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）    線源位置
Ｓｃ    基準線源位置
Ｔ０，Ｔ１    断層面
Ｖ１０    シフトベクトル（位置ずれ量）
Ｖｓ，Ｖｅ    画像位置ずれ量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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