(57)【要約】【課題】ステレオ撮影により求められる位置座標について、放射線源あるいは撮影台表面から放射線検出器までの距離のばらつきに起因する誤差を補正する。【解決手段】ステレオバイオプシを行う前に、放射線検出器の検出面と並行な面内の既知の間隔を有する２つ点をステレオ撮影し、２点の３次元位置座標を算出することにより、その２点の間隔を求める。さらに、求められた２点の間隔の上記既知の間隔に対する倍率を予め算出しておく。ステレオバイオプシを行うときには、ステレオ撮影で得られた２つの画像を、算出された倍率に従って拡大または縮小し、拡大または縮小された画像に含まれる対象の位置関係に基づいて、ターゲットの３次元位置座標を算出する。【選択図】図９
2010075317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器と、該放射線検出器に対し被写体配置面を挟んで対向するように配置された移動可能な放射線源とにより構成される放射線画像生成手段と、
前記放射線画像生成手段に、前記被写体配置面に垂直な法線に対し±θ°（０＜θ＜２０）の方向から放射線が照射されたときの２つの画像を生成せしめ、該２つの画像に含まれる対象の位置関係に基づいて該対象の第１空間座標系における３次元位置座標を算出する位置算出手段と、
針支持部に装着された生検針の先端の第２空間座標系における３次元位置座標を取得し、該３次元位置座標に基づいて前記針支持部に装着された前記生検針の先端の位置を制御する針位置制御手段と
前記第１空間座標系と前記第２空間座標系が一致するように、前記第２空間座標系を較正する較正手段と、
前記位置算出手段が、前記放射線検出器の検出面と並行な面内の既知の間隔を有する２点を対象として算出した３次元位置座標に基づいて、画像の補正倍率を算出する倍率算出手段とを備え、
前記位置算出手段が、前記２点以外の対象の３次元位置座標を算出するときに、前記放射線画像生成手段により生成された前記２つの画像を、前記倍率算出手段により算出された補正倍率に従って拡大または縮小し、拡大または縮小された画像に含まれる対象の位置関係に基づいて前記対象の３次元位置座標を算出することを特徴とするステレオバイオプシ装置。
【請求項２】
ステレオバイオプシ装置の較正に用いられるファントムであって、
放射線透過材料からなる本体、
放射線非透過材料からなり、前記本体から水平方向に突出するように設けられた針形状の疑似ターゲット、および
放射線非透過材料からなり、前記水平方向に所定の間隔はなれた２つの点を示す、前記本体に埋め込まれたマーカを備えたことを特徴とするファントム。
【請求項３】
前記マーカが、前記本体の前記２つの点にそれぞれ埋め込まれた、球形状のマーカであることを特徴とする請求項２記載のファントム。
【請求項４】
前記マーカが、前記本体の前記２つの点を両端とする棒状のマーカであることを特徴とする請求項２記載のファントム。
【請求項５】
放射線検出器と、該放射線検出器に対し被写体配置面を挟んで対向するように配置された移動可能な放射線源とにより構成される放射線画像生成手段と、
前記放射線画像生成手段に、前記被写体配置面に垂直な法線に対し±θ°（０＜θ＜２０）の方向から放射線が照射されたときの２つの画像を生成せしめ、該２つの画像に含まれる対象の位置関係に基づいて該対象の第１空間座標系における３次元位置座標を算出する位置算出手段と、
針支持部に装着された生検針の先端の第２空間座標系における３次元位置座標を取得し、該３次元位置座標に基づいて前記針支持部に装着された前記生検針の先端の位置を制御する針位置制御手段とを備えたステレオバイオプシ装置の制御方法であって、
前記第１空間座標系と前記第２空間座標系が一致するように、前記第２空間座標系を較正し、
前記位置算出手段が、前記放射線検出器の検出面と並行な面内の既知の間隔を有する２点を対象として算出した３次元位置座標に基づいて、画像の補正倍率を算出し、
前記補正倍率を所定の記憶媒体に記憶せしめ、
前記位置算出手段により前記２点以外の対象の３次元位置座標を算出するときに、前記放射線画像生成手段により生成された前記２つの画像を、前記記憶媒体に記憶されている補正倍率に従って拡大または縮小し、拡大または縮小された画像に含まれる対象の位置関係に基づいて前記対象の３次元位置座標を算出することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオ撮影により取得された放射線画像から病変の位置を特定し、その位置の組織片を採取するステレオバイオプシ装置に関する。詳しくは、ステレオ撮影により求められる位置座標の誤差を補正する機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院の検査では病変周辺の組織片を採取することがあるが、近年、患者に大きな負担をかけずに組織片を採取する方法として、中が空洞の組織採取用の針（以下、生検針と称する）を患者に刺し、針の空洞に埋め込まれた組織を採取するバイオプシが注目されている。また、バイオプシを行うための装置として、放射線画像のステレオ撮影により病変の３次元的な位置を特定し、生検針の先端がその位置に到達するように針の動きを制御するステレオバイオプシ装置が提供されている。
【０００３】
ステレオバイオプシ装置には、特許文献１に示されるように臥位で採取を行うタイプと、特許文献２に示されるように座位で採取を行うタイプがあるが、省スペースの観点からは、座位で撮影を行うマンモグラフィー装置に、着脱可能なバイオプシユニットをオプションとしてつけたシステムが好まれている。
【０００４】
ステレオバイオプシ装置は、通常、病変の位置や生検針の穿刺位置を、３次元座標系における位置座標として認識し、制御を行う。したがって、病変の位置の認識に用いられる座標系と、生検針の穿刺位置の認識に用いられる座標系とは、完全に一致していなければならない。そのためには、装置を使用する前に、座標系の較正（キャリブレーション）を行う必要がある。
【０００５】
特に、マンモグラフィー装置として使用している装置に、必要なときだけバイオプシユニットを取り付けて使用するタイプの装置では、マンモグラフィー装置本体に記憶されている座標系と、バイオプシユニットに記憶されている座標系との間にずれが生じる可能性が高い。このため、このような装置では、バイオプシユニットを取り付ける度に、較正を行う必要がある。
【０００６】
特許文献２に示されるように、ステレオバイオプシ装置の較正は、複数のマーカが設けられた特定形状のファントムを用いて行われる。まず、圧迫板によりファントムを固定して、生検針を手動でマーカの位置に合わせることで、バイオプシユニットの座標系により示されるマーカの位置座標を取得する。続いて、撮影を妨げない位置に生検針を移動してから、ファントムをステレオ撮影し、マンモグラフィー装置本体の座標系により示されるマーカの位置座標を取得する。そして、両位置座標にずれがあった場合には、バイオプシユニットの座標系を、両位置座標が一致するように較正する。
【特許文献１】特開２００２−５２８２２０号公報
【特許文献２】特開平１０−２０１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記較正は、ステレオ撮影により得られた画像に基づいて算出されるマーカの位置座標が正確であることを前提としている。しかし、実際には、放射線源から放射線検出器までの距離や、撮影台表面から放射線検出器までの距離には、ばらつきがあるため、ステレオ撮影により求められる位置座標は常に正確であるとは限らない。
【０００８】
本発明は、放射線源あるいは撮影台表面から放射線検出器までの距離のばらつきに起因する誤差を補正する機能を備えたステレオバイオプシ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のステレオバイオプシ装置は、ステレオ撮影により位置の特定を行うための手段として、放射線画像生成手段と、位置算出手段を備える。放射線画像生成手段は、放射線検出器と、放射線検出器に対し被写体配置面を挟んで対向するように配置された移動可能な放射線源とにより構成される。また、位置算出手段は、放射線画像生成手段に、被写体配置面に垂直な法線に対し±θ°（０＜θ＜２０）の方向から放射線が照射されたときの２つの画像を生成せしめ、該２つの画像に含まれる対象の位置関係に基づいて該対象の第１空間座標系における３次元位置座標を算出する。３次元位置座標の算出には、三角測量法など公知の手法を用いることができる。
【００１０】
また、このステレオバイオプシ装置は、針支持部に装着された生検針の先端の第２空間座標系における３次元位置座標を取得し、その３次元位置座標に基づいて針支持部に装着された生検針の先端の位置を制御する針位置制御手段を備える。
【００１１】
さらに、このステレオバイオプシ装置は、第１空間座標系と第２空間座標系が一致するように、第２空間座標系を較正する較正手段を備える。また、位置算出手段が、放射線検出器の検出面と並行な面内の既知の間隔を有する２点を対象として算出した３次元位置座標に基づいて、画像の補正倍率を算出する倍率算出手段を備える。
【００１２】
そして、位置算出手段は、前記２点以外の対象の３次元位置座標を算出するときに、放射線画像生成手段により生成された２つの画像を、倍率算出手段により算出された補正倍率に従って拡大または縮小し、拡大または縮小された画像に含まれる対象の位置関係に基づいて対象の３次元位置座標を算出する。
【００１３】
本発明のファントムは、放射線透過材料からなる本体と、放射線非透過材料からなり、本体から水平方向に突出するように設けられた針形状の疑似ターゲットと、放射線非透過材料からなり記水平方向に所定の間隔はなれた２つの点を示す、本体に埋め込まれたマーカを備えるものである。このファントムは、上記ステレオバイオプシ装置の較正に用いられるもので、本体に埋め込まれたマーカが、前述の、放射線検出器の検出面と並行な面内の既知の間隔を有する２点を示すものとなる。マーカは、本体の前記２つの点にそれぞれ埋め込まれた、球形状のマーカとすることが好ましい。もしくは、本体の前記２つの点を両端とする棒状のマーカとしてもよい。
【００１４】
本発明の方法は、上記ステレオバイオプシ装置の制御方法であって、まず、前述の第１空間座標系と第２空間座標系が一致するように、第２空間座標系を較正し、続いて、位置算出手段が、放射線検出器の検出面と並行な面内の既知の間隔を有する２点を対象として算出した３次元位置座標に基づいて、画像の補正倍率を算出し、その補正倍率を所定の記憶媒体に予め記憶せしめておく。そして、位置算出手段により前記２点以外の対象の３次元位置座標を算出するときに、放射線画像生成手段により生成された２つの画像を、記憶媒体に記憶されている補正倍率に従って拡大または縮小し、拡大または縮小された画像に含まれる対象の位置関係に基づいて対象の３次元位置座標を算出する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のステレオバイオプシ装置およびその制御方法は、病変の位置の認識に用いられる座標系と、針の穿刺位置の認識に用いられる座標系のずれを較正するのみならず、放射線源あるいは撮影台表面から放射線検出器までの距離のばらつきに起因する誤差をも補正するため、病変の位置を正確に特定するとともに生検針の位置を精度よく制御することができる。
【００１６】
また、本発明のファントムを用いれば、１回のステレオ撮影で、座標系の較正に必要なデータと、上記誤差の補正に必要なデータの両方を取得することができ、較正にかかる作業時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態として、通常は乳房画像撮影装置（マンモグラフィ装置）として使用され、着脱可能なバイオプシユニットを取り付けることにより乳房用のステレオバイオプシ装置として動作する、バイオプシ機能付きの乳房画像撮影装置を例示する。
【００１８】
図１に、バイオプシユニット２が取り付けられた状態の乳房画像撮影装置１の概略構成を示す。乳房画像撮影装置１は、基台１１と、基台１１に対し上下方向に移動可能で且つ回転可能な軸１２と、軸１２により基台１１と連結されたアーム部１３により構成される。図２は、装置の正面、すなわち図１の右方向から見たアーム部１３を表している。
【００１９】
アーム部１３はアルファベットのＣの形をしており、その下端には撮影台１４が、その上端には、撮影台１４と対向するように放射線源収納部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。
【００２０】
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検出器１５と、放射線検出器１５からの画像読取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はアーム部１３に対し回転可能であり、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。
【００２１】
放射線源収納部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、放射線を照射するタイミングと、放射線発生条件（管電流、時間、管電流時間積等）を決定し、決定されたタイミング、条件で放射線が照射されるように放射線源１７を制御する。
【００２２】
また、アーム部１３の中央部には、撮影台１４の上方に配置され乳房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。図３は圧迫板１８の上方図であるが、同図に示すように、圧迫板１８は、撮影台１４と圧迫板１８により乳房を固定した状態でバイオプシを行えるよう、約１０×１０ｃｍ四方の大きさの開口部５を備えている。
【００２３】
バイオプシユニット２は、ユニットの基体部分を支持部２０の開口部に差し込み、基体部分の下端をアーム部１３に取り付けることにより、乳房画像撮影装置１と、機械的、電気的に接続される。バイオプシユニット２は、着脱可能な生検針２１と、生検針２１を固定する装着部２２と、装着部２２に固定された生検針２１を支持する針支持部２３と、針支持部２３をレールに沿って移動させ、あるいは針支持部２３を伸縮させることにより、生検針２１を図の上下左右奥行き方向に移動させる移動機構２４を備える。生検針２１の位置は、移動機構２４が備える針位置コントローラ３６（針位置制御手段）により、３次元空間における位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）として認識され、制御される。
【００２４】
基台１１の内部には、前述したアームコントローラ３１のほか、乳房画像撮影装置１の動作全般を統括制御するプロセッサ３とメモリ４と、乳房画像撮影装置１に接続されるパソコン９との間のデータ転送を制御する通信コントローラ（図示せず）が備えられている。プロセッサ３は、乳房画像撮影装置１にバイオプシユニット２が装着されたことを検出し、通信コントローラを介してパソコン９に対し、バイオプシユニット２の装着を通知する信号を送信する。パソコン９は、その通知信号を受けて、ステレオバイオプシの動作を制御するソフトウェアプログラム（以下、バイオプシ制御プログラムと称する）を起動する。
【００２５】
以降の動作は、図４に示すように、パソコン９に組み込まれたバイオプシ制御プログラムと、乳房画像撮影装置１が備えるプロセッサ３および各種コントローラ３１〜３６が、キーボード入力や操作ボタンの操作を検出して、必要な指示、情報を相互に転送するにより制御される。
【００２６】
図５を参照して、生検針２１により組織を採取するときの、装置各部の動作について説明する。はじめに、回転角度θの情報が、バイオプシ制御プログラムから乳房画像撮影装置１のプロセッサ３に伝達され、メモリ４に記憶される。本実施形態では、回転角度θの範囲は、０＜θ≦２０°とする。回転角度θは、好ましくは、１０°あるいは１５°とするのがよい。
【００２７】
この状態で、乳房画像撮影装置１の基台１１もしくは放射線源収納部１６の筐体部分に備えられている所定の操作ボタンが押されると、プロセッサ３によりその操作が検出される。プロセッサ３は、メモリ４から回転角度θの情報を読み出し、アームコントローラ３１に対し、図２に示すように、アーム部１３を撮影台１４に垂直な方向対し＋θ°（例えば＋１５°）回転するよう指示する。この指示を受けたアームコントローラ３１は、アーム部１３を＋θ°回転させる（Ｓ１０１）。続いてプロセッサ３は、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対し撮影、すなわち放射線の照射と放射線画像の生成を指示する。この撮影指示により、乳房を＋θ°方向から撮影した放射線画像が取得され（Ｓ１０２）、メモリ４に記憶される。
【００２８】
次に、プロセッサ３は、アームコントローラ３１に対し、アーム部１３を撮影台１４に垂直な方向対し−θ°（例えば−１５°）回転するよう指示する。この指示を受けたアームコントローラ３１は、アーム部を初期位置に戻した後、反対方向にθ°、すなわち−θ°回転させる（Ｓ１０３）。続いてプロセッサ３は、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対し撮影を指示する。この撮影指示により、乳房を−θ°方向から撮影した放射線画像が取得され（Ｓ１０４）、メモリ４に記憶される。
【００２９】
２方向からの撮影が完了すると、プロセッサ３は、メモリ４に記憶された２つの放射線画像を、パソコン９に転送する。バイオプシ制御プログラムは、転送された２つの放射線画像に含まれるターゲット（石灰化等の病変）について、三角測量法に基づく演算を行い、ターゲットの三次元位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する（Ｓ１０５）。バイオプシ制御プログラムは、その算出された位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）の情報を、バイオプシユニット２の針位置コントローラ３６に転送する。
【００３０】
この状態で、乳房画像撮影装置１の基台１１もしくは放射線源収納部１６の筐体部分に備えられている所定の操作ボタンが押されると、プロセッサ３から針位置コントローラ３６に対し、生検針２１の移動が指示される。針位置コントローラ３６は、先に転送された位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）の値に基づき、生検針２１の先端が、座標（ｘ、ｙ、ｚ＋α）が示す位置に配置されるように、生検針２１を移動する。ここでαは、生検針２１が乳房に刺さらない程度に十分大きな値とする。これにより、生検針２１がターゲットの上方にセットされる（Ｓ１０６）。なお、本実施形態において、針位置コントローラ３６は、生検針２１の開口部の中心を「生検針の先端」とみなして制御を行うものとする。
【００３１】
その後、ユーザにより、生検針２１の穿刺を指示する所定の操作が行われると（Ｓ１０７）、プロセッサ３と針位置コントローラ３６の制御の下で、生検針２１による乳房の穿刺が行われ、ターゲット周辺の組織が採取される（Ｓ１０８）。
【００３２】
上記動作は、バイオプシ制御プログラムがターゲットの位置の算出に用いる３次元座標系（第１空間座標系）と、針位置コントローラ３６が生検針２１の配置に用いる３次元座標系（第２空間座標系）とが、同じであることを前提としている。このため、上記装置を使用してステレオバイオプシを行う場合には、針位置コントローラ３６が保持する座標系を、バイオプシ制御プログラムが保持する座標系と一致させる必要がある。
【００３３】
図６は、従来方法において座標系の較正に使用されるファントムの概略構造を示す斜視図である。このファントム６は、放射線透過性材料からなる階段形状の本体６１に、放射線を透過しない材料からなる針形状の疑似ターゲット６２，６３を設けたものである。疑似ターゲット６２，６３は、本体の各段の側面から、撮影台に水平な方向に突出しており、それらの先端の位置座標は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のいずれにおいても、互いに異なっている。
【００３４】
従来方法では、このようなファントムを用いて、以下の手順により座標系を較正していた。まず、ファントム６を圧迫板で固定し、生検針の位置を手動で調整しながら、生検針の先端がファントム６の疑似ターゲット６２の先端に合わさるようにする。これにより、バイオプシユニットの針位置コントローラが認識しているところの疑似ターゲット６２の先端位置座標を取得することができる。その状態で、生検針を撮影を妨げない位置に移動し、疑似ターゲット６２をステレオ撮影し、取得された２つの画像から、疑似ターゲット６２の先端の位置座標を算出する。算出された位置座標が、バイオプシユニットの針位置コントローラが認識している位置座標と異なる場合には、位置座標のずれに応じてバイオプシユニットの座標系を補正する。同様の作業および処理を疑似ターゲット６３についても実施して、誤差を分散させる。これにより、針位置コントローラが保持する座標系と、バイオプシコントローラが保持する座標系とを一致させることができる。
【００３５】
ここで、異なる方向から撮影された２つの放射線画像に含まれるターゲットの位置（すなわち検出面における検出位置）は、放射線源１７や放射線検出器１５の位置に依存するが、放射線源１７の位置や、放射線検出器１５の位置は、装置によって、あるいは同じ装置でも経時変化により、若干異なることがある。図７に示すように、放射線源１７の位置が高い装置では、ターゲットの検出位置の差Ａは、放射線源の位置がより低い装置で撮影を行った場合の検出位置の差Ａ´よりも小さくなる。また、放射線検出器１５の配置位置が低い装置では、図８に示すように、ターゲットの検出位置の差Ａ´´が、放射線検出器１５の配置位置がより高い装置で撮影を行った場合の検出位置の差Ａよりも大きくなる。
【００３６】
前述のとおり、バイオプシ制御プログラムは、ターゲットを＋θ方向から撮影した場合と−θ方向から撮影した場合の画像の相違を利用して空間的な位置を算出する。この方法では、上記位置の差がＡの場合とＡ´（あるいはＡ´´）の場合とで、算出される位置座標が異なってしまう。図６のファントムを用いた較正手順では、座標系の不一致に起因する誤差は補正されるもの、放射線源１７や放射線検出器１５の配置位置のばらつきに起因する誤差は補正されない。
【００３７】
これに対し、以下に示す方法では、座標系の不一致の較正と、放射線源１７や放射線検出器１５の配置位置のばらつきに起因する誤差の修正とを、並行して行うことができる。図９、図１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃに、この方法に使用するファントムの一例を示す。図９はファントム７の斜視図、図１０Ａは側面図、図１０Ｂは正面図、図１０Ｃは上面図である。
【００３８】
ファントム７は、放射線透過材料からなる階段形状の本体７１に、針形状の疑似ターゲット７２と球体マーカ７３を設けたものである。疑似ターゲット７２と球体マーカ７３は、放射線を透過しない材料からなるものとする。擬似ターゲット７２の針の先端は、図９に例示するように球形状としてもよい。球体は、撮影画像では円となるが、円は単純な手法でも比較的正確に認識でき、また中心位置を特定することが容易である。このため、マーカや擬似ターゲットの先端の形状を球体とすることで、それらの位置座標を、簡単に且つ精度よく求めることができる。
【００３９】
疑似ターゲット７２は、本体７１の上段の側面から、撮影台に水平な方向に突出するように設けられている。すなわち、疑似ターゲット７２は、空間上の１点を指し示すことができ、その１点に対し生検針を合わせることができる形状のターゲットとする。
【００４０】
一方、球体マーカ７３は、本体７１の下段に、水平方向に所定の間隔をあけて２つ埋め込まれている。球体マーカ７３は、既知の間隔（距離）を規定するマーカであり、本体に埋め込むことで、その間隔が外圧や経時変化により変化することがないようにしている。
【００４１】
球体マーカ７３は、図１０Ｃの上面図に示されるように、上方からみたときに疑似ターゲット７２と重ならない位置に設けられている。すなわち、ファントム７をステレオ撮影したときに、疑似ターゲット７２と２つの球体マーカ７３とが、１つの画像の中に写りこむような位置関係で設けられる。
【００４２】
図１１は、この方法に使用するファントムの他の例を示す図である。ファントム８は、ファントム７と、本体８１および疑似ターゲット８２の形状、配置位置は同じであるが、
本体８１の下段には、２つの球体マーカ７３に代えて棒状マーカ８３が埋め込まれている。ファントム８では、棒状マーカ８３の両端として２つの点が規定され、既知の間隔（距離）が棒状マーカ８３の長さとして規定される。
【００４３】
図１２は、放射線検出器１５と、ファントム７と、放射線源１７の位置関係を示す図である。同図において、ｄｍは２つの球体マーカ７３の間隔、ｈｍは２つの球体マーカ７３の撮影台表面からの高さであり、これらの値はファントム７の構造として既知である。また、ｈｄは放射線検出器１５の表面を基準としたときの撮影台１４の表面の高さ、ｈｒは撮影台１４の表面を基準としたときの放射線源１７の高さであり、装置の規格により規定されている。Ａは放射線検出器により検出されるべきマーカ間距離を示している。
【００４４】
同図が示す関係から明らかであるように、これらの値は、次式（１）
Ａ＝ｄｍ・（ｈｒ＋ｈｄ）／（ｈｒ−ｈｍ）    …  （１）
に示す関係を満たしている。すなわち、放射線検出器により検出されるべきマーカ間距離Ａは、既知の値から、計算により求めることができる。
【００４５】
これに対し、放射線検出器１５が実際に検出したマーカ間距離がＢであるとすれば、放射線検出器１５が生成した画像中に示される距離や長さは、本来その画像中に示されるべき距離や長さのＢ／Ａ倍ということになる。よって、この比率の逆数であるＡ／Ｂを補正倍率として記憶しておき、放射線検出器１５により生成された画像をＡ／Ｂ倍に拡大あるいは縮小すれば、画像の誤差を修正することができる。修正された２つの画像を用いて空間的な位置を算出すれば、求められる３次元位置座標は、正確な値になる。
【００４６】
以下、図１３を参照して、ユーザが行う較正作業とバイオプシ制御プログラムが行う較正処理について説明する。
【００４７】
ユーザが、ファントム７を撮影台に固定し（Ｓ２０１）、生検針の位置を手動で調整して疑似ターゲット先端に生検針の先端を合わせると（Ｓ２０２）、バイオプシユニット２の針位置コントローラ３６がターゲット先端の位置座標として認識している位置座標が、針位置コントローラ３６からパソコン９のバイオプシ制御プログラムへと転送される。
【００４８】
その後、ユーザが生検針を取り外し（Ｓ２０３）、所定の操作を行うと、バイオプシ制御プログラムは、回転角度θの情報を、乳房画像撮影装置１のプロセッサ３に伝達する。
【００４９】
プロセッサ３は、アームコントローラ３１に対し、アーム部１３を撮影台１４に垂直な方向対し＋θ°（例えば＋１５°）回転するよう指示する。この指示を受けたアームコントローラ３１は、アーム部１３を＋θ°回転させる（Ｓ２０４）。続いてバイオプシコントローラ３５は、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対し撮影を指示し、これにより、ファントム７を＋θ°方向から撮影した放射線画像が取得され（Ｓ２０５）、メモリ４に記憶される。
【００５０】
次に、プロセッサ３は、アームコントローラ３１に対し、アーム部１３を撮影台１４に垂直な方向対し−θ°（例えば−１５°）回転するよう指示する。この指示を受けたアームコントローラ３１は、アーム部を初期位置に戻した後、反対方向にθ°、すなわち−θ°回転させる（Ｓ２０６）。続いてプロセッサ３は、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対し撮影を指示する。この撮影指示により、ファントム７を−θ°方向から撮影した放射線画像が取得され（Ｓ２０７）、メモリ４に記憶される。２方向からの撮影が完了すると、メモリ４に記憶された２つの放射線画像はパソコン９に転送される。
【００５１】
バイオプシ制御プログラムは、転送された２つの放射線画像に含まれる疑似ターゲット７２の先端画像について、三角測量法に基づく演算を行い、疑似ターゲット７２の先端の三次元位置座標を算出する（Ｓ２０８）。バイオプシ制御プログラムは、その算出された位置座標の情報を針位置コントローラ３６に転送する。針位置コントローラ３６はステップＳ２０２で取得した位置座標とバイオプシ制御プログラムから通知された位置座標のずれに応じて、座標系の原点や軸方向を補正する（Ｓ２０９）。
【００５２】
一方で、バイオプシ制御プログラムは、ステップＳ２０５およびステップＳ２０７において取得した画像から、２つの球体マーカ７３の位置座標を算出し、マーカ間距離Ｂを求める。そして、図１２を参照して説明した補正倍率Ａ／Ｂを算出し、パソコン９のメモリもしくはハードディスクの所定領域に記憶する。ここで算出された補正倍率の値は、実物の乳房をステレオ撮影するときに参照され、そのステレオ撮影により得られた画像の補正に用いられる。詳細には、バイオプシ制御プログラムは、図５のステップＳ１０５において、取得した画像からターゲットの位置座標を算出するときに、最初にステップＳ１０２およびＳ１０４で取得された画像を補正倍率に従って拡大または縮小する。そして、その拡大または縮小された画像を用いて、ターゲットの位置座標を算出する。
【００５３】
以上に説明したように、本実施形態では、針位置コントローラ３６が保持する座標系とバイオプシ制御プログラムが保持する座標系のずれを較正し、さらに放射線源あるいは撮影台表面から放射線検出器までの距離のばらつきに起因する誤差も補正するため、乳房を対象としたバイオプシを行う際に、病変の位置を正確に特定するとともに生検針の穿刺位置を精度よく制御することができる。
【００５４】
また、ファントム７が、座標系のずれの較正に用いる擬似ターゲット７２と、装置の個体差あるいは経時変化に起因する誤差の補正に用いる球体マーカ７３の両方を備えているので、ファントム７のステレオ撮影を１回行うだけで、較正に必要なすべてのデータを取得することができる。さらには、ファントム７の擬似ターゲット７２の先端や、球体マーカ７３の形状が球であるため、ステレオ撮影により取得された画像に対し画像認識処理を施す際に、簡易な処理でターゲットを認識することができる。これにより、較正にかかる作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態であるバイオプシ機能付き乳房画像撮影装置の概略構成図
【図２】乳房画像撮影装置のアーム部の正面図
【図３】圧迫板の形状を示す図
【図４】バイオプシ制御プログラム、プロセッサおよび各種コントローラの関係を示す図
【図５】バイオプシ機能付きの乳房画像撮影装置の組織採取動作を示すフローチャート
【図６】従来方法で使用されるファントムの一例を示す図
【図７】誤差の一要因を示す図
【図８】誤差の他の要因を示す図
【図９】ファントムの一例を示す斜視図
【図１０Ａ】図９のファントムの側面図
【図１０Ｂ】図９のファントムの正面図
【図１０Ｃ】図９のファントムの上面図
【図１１】ファントムの他の例を示す図
【図１２】放射線検出器とファントムと放射線源の位置関係を示す図
【図１３】較正の全体的な流れを示すフローチャート
【符号の説明】
【００５６】
１  乳房画像撮影装置、  ２  バイオプシユニット、  ３  プロセッサ、  
４  メモリ、  ５  開口部、  ６，７，８  ファントム、  パソコン  ９、
１１  基台、  １２  軸、  １３  アーム部、  １４  撮影台、  
１５  放射線検出器、  １６  放射線源収納部、  １７  放射線源、  
１８  圧迫板、  １９  移動機構、  ２０  支持部、  ２１  生検針、  ２２  装着部、  
２３  針支持部、  ２４  移動機構、  ３１  アームコントローラ、  
３２  放射線源コントローラ、  ３３  検出器コントローラ、
３６  針位置コントローラ、  
６１  本体、  ６２，６３  疑似ターゲット、  
７１  本体、  ７２  疑似ターゲット、  ７３  球体マーカ、  
８１  本体、  ８２  疑似ターゲット、  ８３  棒状マーカ
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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