(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の撮影方向からの被写体への放射線の照射によって撮影された前記撮影方向毎の放射線画像を取得する放射線画像取得部と、
該放射線画像取得部によって取得された複数の放射線画像に基づいて、前記被写体の複数の断層画像を生成する断層画像生成部と、
該断層画像生成部において生成された複数の断層画像に対して該断層画像の断層面に垂直な方向について圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成する圧縮処理部と、
前記複数の撮影方向の範囲を取得する撮影方向範囲取得部と、
該撮影方向範囲取得部によって取得された撮影方向の範囲に基づいて、前記圧縮処理の圧縮率を設定する圧縮率設定部とを備えたことを特徴とする断層画像生成装置。
【請求項２】
前記圧縮率設定部において設定された圧縮率に基づいて生成された前記圧縮断層画像の全枚数を取得し、該全枚数が閾値以下であるか否かを判定する枚数判定部を備え、
前記撮影方向範囲取得部が、前記枚数判定部において前記圧縮断層画像の全枚数が閾値より大きいと判定された場合には、前記撮影方向の範囲を再取得するものであり、
前記圧縮率設定部が、前記再取得された撮影方向の範囲に基づいて、前記圧縮処理の圧縮率を再設定するものであることを特徴とする請求項１記載の断層画像生成装置。
【請求項３】
前記圧縮率の変更を受け付ける圧縮率変更受付部を備え、
前記圧縮率設定部が、前記圧縮率変更受付部によって受け付けられた変更後の圧縮率に基づいて、前記圧縮処理の圧縮率を再設定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の断層画像生成装置。
【請求項４】
前記圧縮処理部おいて生成された複数の圧縮断層画像に基づいて、前記被写体の３次元画像を生成する３次元画像生成部を備えたことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の断層画像生成装置。
【請求項５】
前記放射線画像、前記断層画像または前記圧縮断層画像に対して前記３次元画像を重ねた重畳画像を表示させる表示制御部を備えたことを特徴とする請求項４記載の断層画像生成装置。
【請求項６】
前記放射線画像、前記断層画像または前記圧縮断層画像における所望の領域の指定を受け付ける領域指定部を備え、
前記表示制御部が、前記領域指定部によって受け付けられた領域を含む前記３次元画像を前記放射線画像、前記断層画像または前記圧縮断層画像に重ねた重量画像を表示させるものであることを特徴とする請求項５記載の断層画像生成装置。
【請求項７】
前記表示制御部が、前記重畳画像における前記放射線画像、前記断層画像または前記圧縮断層画像と前記３次元画像とを異なる色で表示させるものであることを特徴とする請求項５または６記載の断層画像生成装置。
【請求項８】
前記表示制御部が、前記放射線画像、前記断層画像または前記圧縮断層画像と、前記重畳画像とを並べて表示させるものであることを特徴とする請求項５から７いずれか１項記載の断層画像生成装置。
【請求項９】
前記表示制御部が、前記重畳画像を回転させて表示させるものであることを特徴とする請求項５から８いずれか１項記載の断層画像生成装置。
【請求項１０】
前記表示制御部が、前記放射線画像、前記断層画像または前記圧縮断層画像における前記被写体上の位置と、該被写体上の位置と同じ位置を示す前記重畳画像上における位置とに指標を表示させるものであることを特徴とする請求項５から９いずれか１項記載の断層画像生成装置。
【請求項１１】
複数の前記放射線画像、前記断層画像または前記圧縮断層画像の中から表示対象となるいずれか１つの選択を受け付ける画像選択受付部を備えたことを特徴とする請求項５から１０いずれか１項記載の断層画像生成装置。
【請求項１２】
前記３次元画像の色の変更を受け付ける色変更受付部を備えたことを特徴とする請求項５から１１いずれか１項記載の断層画像生成装置。
【請求項１３】
前記３次元画像の表示範囲または位置を受け付ける表示範囲受付部を備えたことを特徴とする請求項５から１２いずれか１項記載の断層画像生成装置。
【請求項１４】
互いに異なる複数の撮影方向からの被写体への放射線の照射によって撮影された前記撮影方向毎の放射線画像を取得し、該取得した複数の放射線画像に基づいて、前記被写体の複数の断層画像を生成し、該生成した複数の断層画像に対して該断層画像の断層面に垂直な方向について圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成する断層画像生成方法であって、
前記複数の撮影方向の範囲を取得し、
該取得した撮影方向の範囲に基づいて、前記圧縮処理の圧縮率を設定することを特徴とする断層画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる複数の撮影方向からの被写体へ放射線の照射により取得した複数の放射線画像に基づいて、被写体の複数の断層画像を生成し、その生成した複数の断層画像に対して圧縮処理を施す断層画像生成装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線撮影装置において、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互いに異なる撮影方向から被写体に放射線を照射して撮影を行い、その撮影によって取得した複数の放射線画像を加算して所望の断層面を強調した画像を得ることができるトモシンセシス撮影が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
トモシンセシス撮影では、撮影装置の特性や必要な断層画像に応じて、放射線源を放射線画像検出器と平行に移動させたり、円や楕円の弧を描くように移動させて、異なる照射角で被写体を撮影した複数の放射線画像を取得し、これらの複数の放射線画像を再構成して断層画像を生成する。具体的には、断層画像は、複数の放射線画像を平行移動したり、放射線画像の大きさを調整したりした後に加算することによって取得することができる。
【０００４】
そして、上述したようなトモシンセシス撮影は、マンモグラフィへの展開も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、トモシンセシス撮影は、上述したように複数の撮影方向から撮影された放射線画像を平行移動などした後に加算することによって断層画像を生成するものであるため、その断層画像の断層面に垂直な方向の情報は乏しく、この断層画像を用いてボリュームレンダリングをすると、断層面に垂直な方向に前後する断層画像の情報が他の断層画像にも影響し、本来見るべき立体構造が見えにくくなってしまう問題がある。
【０００７】
また、マンモグラフィにおいては、乳房が圧迫された状態で撮影が行われるため、そもそも断層面に直交する方向の間隔自体には意味はあまりないともいえる。
【０００８】
また、マンモグラフィにおいては、上述したように乳房が圧迫された状態で撮影が行われるが、その撮影によって得られた放射線画像に基づいて３次元画像を再構成する際には等方的な再構成画像とするので、Ｚ方向（断層面に垂直な方向）のディメンジョンサイズがＸ方向およびＹ方向よりも大きくなり、すなわちＺ方向については、実際の構造物のサイズよりも延びたような３次元画像となってしまう。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑み、断層画像を再構成して３次元画像を生成した際、３次元画像における構造物のサイズを実際の構造物のサイズに近づけるようにし、これにより立体構造を把握しやすくして診断確度の向上を図ることのできる断層画像生成装置および方法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】
【００１０】
本発明の断層画像生成装置は、互いに異なる複数の撮影方向からの被写体への放射線の照射によって撮影された撮影方向毎の放射線画像を取得する放射線画像取得部と、放射線画像取得部によって取得された複数の放射線画像に基づいて、被写体の複数の断層画像を生成する断層画像生成部と、断層画像生成部において生成された複数の断層画像に対してその断層画像の断層面に垂直な方向について圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成する圧縮処理部と、複数の撮影方向の範囲を取得する撮影方向範囲取得部と、撮影方向範囲取得部によって取得された撮影方向の範囲に基づいて、圧縮処理の圧縮率を設定する圧縮率設定部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記本発明の断層画像生成装置においては、圧縮率設定部において設定された圧縮率に基づいて生成された圧縮断層画像の全枚数を取得し、その全枚数が閾値以下であるか否かを判定する枚数判定部を設け、撮影方向範囲取得部を、枚数判定部において圧縮断層画像の全枚数が閾値より大きいと判定された場合には、撮影方向の範囲を再取得するものとし、圧縮率設定部を、再取得された撮影方向の範囲に基づいて、圧縮処理の圧縮率を再設定するものとできる。
【００１２】
また、圧縮率の変更を受け付ける圧縮率変更受付部を設け、圧縮率設定部を、圧縮率変更受付部によって受け付けられた変更後の圧縮率に基づいて、圧縮処理の圧縮率を再設定するものとできる。
【００１３】
また、圧縮処理部おいて生成された複数の圧縮断層画像に基づいて、被写体の３次元画像を生成する３次元画像生成部を設けることができる。
【００１４】
また、放射線画像、断層画像または圧縮断層画像に対して３次元画像を重ねた重畳画像を表示させる表示制御部を設けることができる。
【００１５】
また、放射線画像、断層画像または圧縮断層画像における所望の領域の指定を受け付ける領域指定部を設け、表示制御部を、領域指定部によって受け付けられた領域を含む３次元画像を放射線画像、断層画像または圧縮断層画像に重ねた重量画像を表示させるものとできる。
【００１６】
また、表示制御部を、重畳画像における放射線画像、断層画像または圧縮断層画像と３次元画像とを異なる色で表示させるものとできる。
【００１７】
また、表示制御部を、放射線画像、断層画像または圧縮断層画像と、重畳画像とを並べて表示させるものとできる。
【００１８】
また、表示制御部を、重畳画像を回転させて表示させるものとできる。
【００１９】
また、表示制御部を、放射線画像、断層画像または圧縮断層画像における被写体上の位置と、その被写体上の位置と同じ位置を示す畳重画像上における位置とに指標を表示させるものとできる。
【００２０】
また、複数の放射線画像、断層画像または圧縮断層画像の中から表示対象となるいずれか１つの選択を受け付ける画像選択受付部を設けることができる。
【００２１】
また、３次元画像の色の変更を受け付ける色変更受付部を設けることができる。
【００２２】
また、３次元画像の表示範囲または位置を受け付ける表示範囲受付部を設けることができる。
【００２３】
本発明の断層画像生成方法は、互いに異なる複数の撮影方向からの被写体への放射線の照射によって撮影された撮影方向毎の放射線画像を取得し、その取得した複数の放射線画像に基づいて、被写体の複数の断層画像を生成し、その生成した複数の断層画像に対してその断層画像の断層面に垂直な方向について圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成する断層画像生成方法であって、複数の撮影方向の範囲を取得し、その取得した撮影方向の範囲に基づいて、圧縮処理の圧縮率を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の断層画像生成装置および方法によれば、互いに異なる複数の撮影方向からの被写体への放射線の照射によって撮影された撮影方向毎の放射線画像を取得し、その取得した複数の放射線画像に基づいて、被写体の複数の断層画像を生成し、その生成した複数の断層画像に対してその断層画像の断層面に垂直な方向について圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成するようにしたので、その圧縮断層画像を用いて３次元画像を再構成するようにすれば、Ｚ方向（断層面に垂直な方向）のディメンジョンサイズをＸ方向およびＹ方向のディメンジョンサイズに近づけることができ、これにより３次元画像における構造物のサイズを実際の構造物のサイズに近づけることができるので立体構造を把握しやすくして診断確度の向上を図ることができる。
【００２５】
そして、さらに断層画像を生成する際に用いられる複数の放射線画像の撮影方向の範囲を取得し、その取得した撮影方向の範囲に基づいて、圧縮処理の圧縮率を設定するようにしたので、圧縮断層画像の画質の低下を招くことなく圧縮処理を施すことができる。なお、放射線画像の撮影方向の範囲に基づいて圧縮率を設定する理由については、後で詳述する。
【００２６】
また、上記本発明の断層画像生成装置および方法において、撮影方向の範囲に応じて設定された圧縮率に基づいて圧縮処理の施された圧縮断層画像の全枚数を取得し、その全枚数が閾値以下であるか否かを判定し、圧縮断層画像の全枚数が閾値より大きいと判定された場合には、撮影方向の範囲を再取得し、さらにその再取得された撮影方向の範囲に基づいて圧縮処理の圧縮率を再設定するようにした場合には、圧縮断層画像の全枚数を抑制することができ、圧縮断層画像の読影時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の断層画像生成装置の一実施形態を用いた乳房画像撮影表示システムの概略構成図
【図２】図１に示す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】図１に示す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
【図４】放射線画像の撮影方向の範囲と加算される断層画像の単位枚数（圧縮率）との関係を示す図
【図５】本発明の断層画像生成装置の第１の実施形態を用いた乳房画像撮影表示システムの作用を説明するためのフローチャート
【図６】図１に示す乳房画像撮影表示システムにおける撮影開始から終了までの放射線源の位置の変移と、放射線の照射ポイントＱを示す図
【図７】複数の放射線画像に基づく断層画像の生成方法を説明するための図
【図８】本発明の断層画像生成装置の第２の実施形態を用いた乳房画像撮影表示システムの概略構成図
【図９】本発明の断層画像生成装置の第２の実施形態を用いた乳房画像撮影表示システムの作用を説明するためのフローチャート
【図１０】断層画像と、断層画像に３次元画像を重ね合せた重畳画像とを並べて表示する一例を示す図
【図１１】重畳画像を回転させた一例を示す図
【図１２】断層画像と重畳画像との同じ位置にマーカを表示した一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の断層画像生成装置および方法の第１の実施形態を用いた乳房画像撮影表示システムについて説明する。本実施形態の乳房画像撮影表示システムはトモシンセシス撮影機能を備えたものであり、乳房の断層画像を撮影可能に構成されたものである。図１は、本実施形態の乳房画像撮影表示システム全体の概略構成を示す図である。
【００２９】
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、被写体である乳房に対して互いに異なる撮影方向から放射線を照射することによって、その撮影方向毎の乳房の放射線画像を取得する乳房画像撮影装置１０と、乳房画像撮影装置１０によって取得された複数の放射線画像を再構成して乳房の断層画像を複数生成し、その複数の断層画像に基づいて乳房の３次元画像を生成するコンピュータ２と、コンピュータ２において生成された断層画像や３次元画像などを表示するモニタ３と、ユーザによる種々の設定入力を受け付ける入力部４とを備えている。
【００３０】
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に対して上下方向（Ｚ方向）に移動可能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。
【００３１】
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。
【００３２】
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などを制御する検出器コントローラ３３が備えられている。
【００３３】
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。
【００３４】
また、撮影台１４は、図２に示すように、放射線画像検出器１５の中心が回転軸１２の延長線上にくるような位置関係でアーム部１３に取り付けられている。撮影台１４は、アーム部１３に対して回転可能に取り付けられており、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に対して固定された向きとすることができる。
【００３５】
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できる。また、間接型の放射線画像検出器としては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを用いたものや、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）を用いたものを利用するようにしてもよい。
【００３６】
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（管電流、時間、管電圧など）を制御するものである。
【００３７】
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。
【００３８】
コンピュータ２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４０、放射線画像記憶部４１、画像処理部４２および表示制御部４３が構成されている。
【００３９】
制御部４０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。
【００４０】
放射線画像記憶部４１は、互いに異なる撮影方向からの撮影によって放射線画像検出器１５によって検出された複数の放射線画像を取得して記憶するものである。なお、本実施形態においては、放射線画像記憶部４１が請求項における放射線画像取得部に相当するものである。
【００４１】
画像処理部４２は、断層画像生成部５０と、撮影方向範囲取得部５１と、圧縮率設定部５２と、圧縮処理部５３と、３次元画像生成部５４とを備えている。
【００４２】
断層画像生成部５０は、放射線画像記憶部４１に記憶された複数の放射線画像を読み出し、その複数の放射線画像を用いて乳房Ｍの所望の断層面の断層画像を生成するものである。その断層画像の生成方法については、後で詳述する。
【００４３】
撮影方向範囲取得部５１は、断層画像生成部５０において１枚の断層画像を生成する際に用いられる放射線画像の撮影方向の範囲の情報を取得するものである。具体的には、本実施形態においては、撮影台１４の乳房設置面（放射線画像検出器１５の検出面）に垂直な方向を基準として撮影方向を±２５°の範囲で変化させながら１０枚〜２０枚程度の放射線画像を取得するが、撮影方向範囲取得部５１は、この±２５°の範囲で撮影した放射線画像のうち、断層画像の生成に用いられる放射線画像の撮影方向の範囲の情報を取得するものである。
【００４４】
この撮影方向の範囲の情報は、ユーザによって入力部４を用いて入力されるものであり、たとえば±１５°や±２０°などといった撮影方向の範囲の情報が入力される。そして、撮影方向の範囲として±１５°が入力された場合には、断層画像生成部５０において、±１５°の範囲内の撮影方向の放射線画像を用いて複数の断層画像が生成され、また、撮影方向の範囲として±２０°が入力された場合には、断層画像生成部５０において、±２０°の範囲内の撮影方向の放射線画像を用いて複数の断層画像が生成されることになる。
【００４５】
また、撮影方向範囲取得部５１によって取得された撮影方向の範囲の情報は、圧縮率設定部５２にも出力される。
【００４６】
圧縮率設定部５２は、入力された撮影方向の範囲の情報に基づいて、圧縮処理部５３における圧縮処理の圧縮率を設定するものである。
【００４７】
ここで、本実施形態の圧縮処理部５３における圧縮処理は、断層画像生成部５０において生成された複数の断層画像を、その断層面に垂直な方向について圧縮する処理である。具体的には、本実施形態においては、圧縮処理として複数の断層画像を所定の単位枚数毎に重ねて加算平均する処理を行う。
【００４８】
したがって、本実施形態の圧縮率設定部５２は、圧縮率として、上述した圧縮処理において加算される断層画像の単位枚数を設定するものである。具体的には、圧縮率設定部５２には、図４に示すような、放射線画像の撮影方向の範囲と加算される断層画像の単位枚数とを対応付けた関数が設定されており、圧縮率設定部５２は、入力された撮影方向の範囲の情報と上述した関数とに基づいて、加算される断層画像の単位枚数を圧縮率として設定するものである。なお、図４に示すグラフの横軸は、＋方向の撮影方向の範囲と−方向の撮影方向の範囲とを加算したものであり、たとえば撮影方向範囲取得部５１によって取得された撮影方向の範囲が±１０°である場合には、図４に示すグラフにおける撮影方向の範囲は２０°ということになり、撮影方向範囲取得部５１によって取得された撮影方向の範囲が±７．５°である場合には、図４に示すグラフにおける撮影方向の範囲は１５°ということになる。
【００４９】
そして、圧縮率設定部５２は、入力された撮影方向の範囲が、たとえば２０°（±１０°）である場合には、加算される断層画像の単位枚数（圧縮率）として４枚を取得するものである。また、圧縮率設定部５２は、入力された撮影方向の範囲が、たとえば１０°（±５°）である場合には、加算される断層画像の単位枚数（圧縮率）として８枚を取得するものである。
【００５０】
ここで、図４に示すグラフのように、本実施形態の圧縮率設定部５２においては、撮影方向の範囲が広くなるほど加算される断層画像の単位枚数を少なくする、すなわち小さい圧縮率を設定するようにしている。このように圧縮率を設定する理由を以下に説明する。
【００５１】
まず、一般的に、被写体に対する放射線の照射方向すなわち撮影方向が、放射線画像検出器１５の検出面（被写体設置面）に垂直な方向から傾くほど放射線画像の鮮鋭度および分解能は低下すると言われている。これは撮影方向が傾くほど被写体内の所定の点を通過した放射線が放射線画像検出器１５の検出面に対して斜め方向から入射することになり、このような斜め方向からの放射線の入射によって発生した電荷信号は１つの画素（検出素子）だけでなく、複数の画素（検出素子）に跨って検出されることになるからである。
【００５２】
したがって、このような鮮鋭度や分解能が低下した画像に対し高い圧縮率で圧縮処理を施した場合、ボケなどが強調されて画質が著しく低下してしまう。
【００５３】
そこで、本実施形態の圧縮率設定部５２は、撮影方向の範囲が広くなるほど小さい圧縮率を設定するようにしている。
【００５４】
圧縮処理部５３は、圧縮率設定部５２によって設定された圧縮率に基づいて、断層画像生成部５０において生成された複数の断層画像に対して圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成するものである。本実施形態の圧縮処理部５３は、具体的には、上述したように断層画像を所定の単位枚数で加算平均することによって圧縮処理を施すものであるが、圧縮処理の方法としては、これに限らずその他の方法を用いるようにしてもよい。具体的には、たとえば圧縮率設定部５２によって設定された所定の単位枚数の断層画像のうちのいずれか１つを選択してその選択した断層画像を圧縮断層画像とするようにしてもよい。すなわち、いわゆる間引き処理を行うことによって圧縮処理を施すようにしてもよい。
【００５５】
３次元画像生成部５４は、圧縮処理部５３において生成された複数の圧縮断層画像に基づいて、乳房の３次元画像を生成するものである。３次元画像生成部５４は、具体的には、入力された複数の圧縮断層画像を用いてボリュームレンダリングを行うことによって３次元画像を生成するものである。
【００５６】
表示制御部４３は、３次元画像生成部５４において生成された３次元画像や、断層画像生成部５０において生成された断層画像や、圧縮処理部５３において生成された圧縮断層画像に対して所定の処理を施した後、モニタ３に表示させるものである。
【００５７】
入力部４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、上述したように撮影方向の範囲の情報の設定入力を受け付けるものであるが、その他、撮影条件などの設定入力や撮影開始指示の入力や、３次元画像や断層画像などのモニタ３における表示方法の設定入力を受け付けたりするものである。
【００５８】
次に、本実施形態の乳房画像撮影表示システム１の作用について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００５９】
まず、撮影台１４の上に患者の乳房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（Ｓ１０）。
【００６０】
次に、入力部４おいて、撮影者によって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、撮影開始指示が入力されると、アームコントローラ３１がアーム部１３を回転させる。図６は、撮影開始から終了までの、放射線源１７の位置の変移と、放射線の照射ポイントＱを示す図である。
【００６１】
具体的には、まず、アームコントローラ３１は、放射線源１７が位置Ｐ１に配置されるようにアーム部１３を回転させる。位置Ｐ１は、本実施形態においては撮影方向＋２５°の位置である。
【００６２】
そして、放射線源コントローラ３２は、位置Ｐ１において発する放射線の発生条件に基づいて、放射線が照射ポイントＱに向かって照射されるように放射線源１７を制御する。照射ポイントＱは、撮影台１４の上面に乳房Ｍを置いたときに乳房Ｍの中心となる位置より２ｃｍ程度上の点とすることが好ましい。これにより、乳房Ｍの放射線画像が放射線画像検出器１５に電荷潜像として記録される。
【００６３】
続いて、検出器コントローラ３４の制御の下、電荷潜像として放射線画像検出器１５に記録された放射線画像が読み出される。そして、読み出された放射線画像は、コンピュータ２に入力され、放射線画像記憶部４１に記憶される。
【００６４】
そして、以降、各コントローラの制御により、放射線源１７は被写体の胸壁付近の面上を円弧を描くように移動し、移動線上の各位置Ｐｎ（図６ではｎは１〜５）において、乳房の放射線画像が取得され、放射線画像記憶部４１に記憶される（Ｓ１２）。
【００６５】
なお、説明の便宜上、図６ではＰ１〜Ｐ５の５つの位置しか示していないが、実際の撮影では、上述したように、撮影台１４の被写体配置面（放射線画像検出器１５の検出面）に垂直な方向を基準として±２５°程度の範囲において、１０枚〜２０枚程度の放射線画像が取得される。位置Ｐｎは、本実施形態においては撮影方向−２５°の位置である。
【００６６】
次に、ユーザによって入力部４を用いて、１枚の断層画像を生成する際に用いられる放射線画像の撮影方向の範囲の情報が入力され、その撮影方向の範囲の情報が、撮影方向範囲取得部５１によって取得される（Ｓ１４）。そして、撮影方向範囲取得部５１によって取得された撮影方向の範囲は、断層画像生成部５０および圧縮率設定部５２に出力される。
【００６７】
そして、断層画像生成部５０は、入力された撮影方向の範囲に基づいて、放射線画像記憶部４１からその撮影方向の範囲内の複数の放射線画像を読み出し、その複数の放射線画像に基づいて断層画像を生成する（Ｓ１６）。
【００６８】
ここで、たとえば撮影方向の範囲として、最大範囲である±２５°（５０°）が入力された場合における断層画像の生成方法について説明する。
【００６９】
まず、図７に示すように、放射線源１７をＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎの各位置に移動させ、その各位置から乳房Ｍに放射線を照射して撮影した各放射線画像を放射線画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎとする。
【００７０】
ここで、たとえば、位置Ｐ１から、異なる深さに存在する対象物（Ｏ１、Ｏ２）を投影した場合には、放射線画像Ｇ１上にはＰ１１、Ｐ１２の位置にその投影像が現れ、位置Ｐ２から、対象物（Ｏ１、Ｏ２）を投影した場合には、放射線画像Ｇ２上にはＰ２１、Ｐ２２の位置にその投影像が現れる。このように、繰り返し異なる線源位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎから投影を行うと、各線源位置に対応して対象物Ｏ１は、Ｐ１１、Ｐ２１、・・・、Ｐｎ１の位置に投影され、対象物Ｏ２は、Ｐ１２、Ｐ２２、・・・、Ｐｎ２の位置に投影される。
【００７１】
そして、対象物Ｏ１の存在する断面を強調したい場合には、放射線画像Ｇ２を（Ｐ２１−Ｐ１１）分移動させ、放射線画像Ｇ３を（Ｐ３１−Ｐ１１）分移動させ、その他の放射線画像も同様にして、撮影画像Ｇｎを（Ｐｎ１−Ｐ１１）分移動させた画像を加算することにより、対象物Ｏ１の深さにある断面上の構造物を強調した断層画像が作成される。
【００７２】
また、対象物Ｏ２の存在する断面を強調したい場合には、放射線画像Ｇ２を（Ｐ２２−Ｐ１２）分移動させ、放射線画像Ｇ３を（Ｐ３２−Ｐ１２）分移動させ、・・・、放射線画像Ｇｎを（Ｐｎ２−Ｐ１２）分移動させて加算する。このようにして、必要とする断層の位置に応じて各放射線画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎを位置合わせして加算することにより、所望の断層面を強調した断層画像を取得することができる。なお、本実施形態においては、１ｍｍのスライス厚で複数枚の断層画像を生成する。
【００７３】
一方、撮影方向範囲取得部５１によって取得された撮影方向の範囲の情報は、圧縮率設定部５２に入力され、圧縮率設定部５２は、入力された撮影方向の範囲と、図４に示す関数とに基づいて、加算される断層画像の単位枚数を圧縮率として算出して設定する（Ｓ１８）。具体的には、たとえば撮影方向の範囲が１０°（±５°）である場合には、図４に示す関数から圧縮率は８枚に設定される。なお、図４に示す関数に基づいて算出された値が整数でない場合には、小数点以下を四捨五入または切り捨てて整数に丸めるものとする。
【００７４】
そして、圧縮率設定部５２において設定された圧縮率は圧縮処理部５３に出力され、圧縮処理部５３は、入力された圧縮率に基づいて、断層画像生成部５０において生成された断層画像に対して圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成する（Ｓ２０）。
【００７５】
具体的には、圧縮率設定部５２において設定された圧縮率が８枚であり、乳房Ｍの乳房厚が４０ｍｍで断層画像が４０枚生成される場合には、断層画像８枚毎に加算平均を算出して圧縮断層画像を生成することになるので、５枚の圧縮断層画像が生成される。また、具体的には、圧縮率設定部５２において設定された圧縮率が４枚（撮影方向の範囲２０°）であり、乳房Ｍの乳房厚が４０ｍｍで断層画像が４０枚生成される場合には、断層画像４枚毎に加算平均を算出して圧縮断層画像を生成することになるので、１０枚の圧縮断層画像が生成される。
【００７６】
そして、上述したようにして圧縮処理部５３において生成された圧縮断層画像は３次元画像生成部５４に出力され、３次元画像生成部５４は、入力された複数の圧縮断層画像を用いてボリュームレンダリングを行うことによって乳房Ｍの３次元画像を生成する（Ｓ２２）。
【００７７】
次いで、３次元画像生成部５４において生成された３次元画像は表示制御部４３に出力され、表示制御部４３は、入力された３次元画像に対して所定の処理を施した後、モニタ３に乳房Ｍの３次元画像を表示させる（Ｓ２４）。
【００７８】
そして、モニタ３に表示された乳房Ｍの３次元画像を観察したユーザが、圧縮率を変更したいと考えた場合には（Ｓ２６，ＹＥＳ）、ユーザによって入力部４を用いて所望の圧縮率の設定入力が行われる（Ｓ１８）。なお、本実施形態においては、入力部４が請求項における圧縮率変更受付部に相当するものである。
【００７９】
そして、このとき設定入力された圧縮率に基づいて、再び圧縮断層画像の生成および３次元画像の生成が行われ、その生成された３次元画像がモニタ３に表示される（Ｓ２０〜Ｓ２４）。ユーザが納得のいく３次元画像が表示されるまで圧縮率の変更が繰り返して行われ、ユーザが納得のいく３次元画像が表示されて時点で処理を終了する。
【００８０】
上記第１の実施形態の乳房画像撮影表示システム１によれば、複数の放射線画像に基づいて乳房Ｍの複数の断層画像を生成し、その生成した複数の断層画像に対してその断層画像の断層面に垂直な方向について圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成するようにしたので、その圧縮断層画像を用いて３次元画像を再構成するようにすれば、Ｚ方向（断層面に垂直な方向）のディメンジョンサイズをＸ方向およびＹ方向のディメンジョンサイズに近づけることができ、これにより３次元画像における構造物のサイズを実際の構造物のサイズに近づけることができるので立体構造を把握しやすくして診断確度の向上を図ることができる。
【００８１】
また、断層画像を生成する際に用いられる複数の放射線画像の撮影方向の範囲を取得し、その取得した撮影方向の範囲に基づいて、圧縮処理の圧縮率を設定するようにしたので、圧縮断層画像の画質の低下を招くことなく圧縮処理を施すことができる。
【００８２】
次に、本発明の断層画像生成装置および方法の第２の実施形態を用いた乳房画像撮影表示システムについて説明する。図８は、第２の実施形態の乳房画像撮影表示システムのコンピュータ２の内部構成を示すものである。第２の実施形態の乳房画像撮影表示システムは、第１の実施形態の乳房画像撮影表示システム１に対してさらに乳房厚取得部５５および枚数判定部５６を設けたものである。そして、第２の実施形態の乳房画像撮影表示システムは、ユーザが圧縮断層画像を観察する際、その負担が軽減されるように圧縮率を設定して圧縮断層画像の生成枚数を制限するようにしたものである。
【００８３】
乳房厚取得部５５は、圧迫板１８によって圧迫された乳房Ｍの厚さを取得するものである。具体的には、圧迫板コントローラ３４が、乳房Ｍ圧迫後の圧迫板１８の位置情報を検出し、その位置情報に基づいて乳房設置面と圧迫板１８との間の距離を乳房厚として算出する。そして、乳房厚取得部５５は、上述したようにして圧迫板コントローラ３４において算出された乳房厚を取得するものである。
【００８４】
枚数判定部５６は、乳房厚取得部５５によって取得された乳房厚と、圧縮率設定部５２において設定された圧縮率とに基づいて、圧縮処理後に生成される圧縮断層画像の全枚数を算出し、その圧縮断層画像の全枚数が予め設定された閾値以下であるか否かを判定するものである。
【００８５】
次に、第２の実施形態の乳房画像撮影表示システムの作用について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００８６】
図９に示す乳房の設置（Ｓ３０）〜圧縮率の設定（Ｓ３８）までの処理については、第１の実施形態の乳房画像撮影表示システム１と同様である（図５のＳ１０〜Ｓ１８）。
【００８７】
そして、第２の実施形態の乳房画像撮影表示システムにおいては、圧縮率設定部５２において圧縮率が設定された後、その圧縮率と乳房厚取得部５５において取得された乳房厚とに基づいて、圧縮処理後に生成される圧縮断層画像の全枚数が算出される（Ｓ４０）。
【００８８】
具体的には、たとえば、乳房厚取得部５５によって取得された乳房厚が８０ｍｍの場合には、その乳房厚８０ｍｍの値が、枚数判定部５６に出力される。
【００８９】
そして、枚数判定部５６は、まず、乳房厚８０ｍｍと各断層画像のスライス厚１ｍｍとに基づいて、生成される断層画像の枚数を算出する。すなわち８０ｍｍ／１ｍｍ＝８０枚を算出する。
【００９０】
次に、枚数判定部５６は、上述した断層画像の枚数と、圧縮率設定部５２において設定された圧縮率とに基づいて、圧縮後に生成される圧縮断層画像の全枚数を算出する（Ｓ４０）。具体的には、たとえば圧縮率が８枚（撮影方向の範囲１０°）の場合には、８０枚／８枚＝１０枚を圧縮断層画像の全枚数として算出する。また、たとえば圧縮率が４枚（撮影方向の範囲２０°）の場合には、８０枚／４枚＝２０枚を圧縮断層画像の全枚数として算出する。
【００９１】
そして、枚数判定部５６は、上記のようにして算出した圧縮断層画像の全枚数と、予め設定された閾値１５枚とを比較し、圧縮断層画像の全枚数が閾値１５枚以下であるか否かを判定する（Ｓ４２）。なお、本実施形態においては、閾値として１５枚を予め設定するようにしたが、これに限らず、圧縮断層画像の観察の負担軽減の観点からその他の閾値を設定するようにしてもよい。
【００９２】
そして、枚数判定部５６において、圧縮断層画像の全枚数が閾値以下と判定された場合には（Ｓ４２，ＹＥＳ）、その旨が圧縮処理部５３に出力され、圧縮処理部５３は、圧縮率設定部５２において設定された圧縮率に基づいて、複数の断層画像に圧縮処理を施して圧縮断層画像を生成する（Ｓ４８）。その後の、３次元画像の生成（Ｓ５０）〜圧縮率の変更（Ｓ５４）までの処理については、第１の実施形態の乳房画像撮影表示システム１と同様である（図５のＳ２２〜Ｓ２６）。
【００９３】
一方、枚数判定部５６において、圧縮断層画像の全枚数が閾値よりも大きいと判定された場合には（Ｓ４２，ＮＯ）、その旨が表示制御部４３に出力され、表示制御部４３は、撮影方向の範囲の再入力を促すメッセージなどをモニタ３に表示する。
【００９４】
モニタ３に表示されたメッセージなどを観察したユーザは、入力部４を用いて撮影方向の範囲を再度入力し、その入力された撮影方向の範囲が撮影方向範囲取得部５１によって取得される（Ｓ４４）。このときユーザによって再入力される撮影方向の範囲は、以前に入力した撮影方向の範囲よりも小さい範囲である。なお、この入力される撮影方向の範囲は、１°単位でもよいし、もしくは、たとえば１０°、１５°、２０°などといった５°単位で変化する範囲からユーザが選択するようにしてもよい。
【００９５】
そして、撮影方向範囲取得部５１によって取得された撮影方向の範囲は圧縮率設定部５２に出力され、圧縮率設定部５２は、再入力された撮影方向の範囲に基づいて圧縮率を再度設定する（Ｓ４６）。
【００９６】
次いで、圧縮率設定部５２において再設定された圧縮率は枚数判定部５６に再度入力され、枚数判定部５６は再入力された圧縮率に基づいて、圧縮断層画像の全枚数を再び算出する（Ｓ４０）。そして、枚数判定部５６は、再び、圧縮断層画像の全枚数と、予め設定された閾値１５枚とを比較し、圧縮断層画像の全枚数が閾値１５枚以下であるか否かを判定する（Ｓ４２）。
【００９７】
そして、枚数判定部５６において圧縮断層画像の全枚数が閾値以下と判定されるまでは、撮影方向の範囲の再取得、圧縮率の再設定および圧縮断層画像の全枚数と閾値との比較の処理が繰り返して行われる。
【００９８】
枚数判定部５６において、圧縮断層画像の全枚数が閾値以下と判定された場合の処理については上述した通りである。
【００９９】
そして、第２の実施形態の乳房画像撮影表示システムにおいては、３次元画像生成部５４において生成された３次元画像だけでなく、圧縮処理部５３において生成された圧縮断層画像もモニタ３に表示される。圧縮断層画像が、一覧表示するようにしてもよいし、入力部４からの表示切替指示を受け付けて各圧縮断層画像を切り替えて表示するようにしてもよい。
【０１００】
上記第２の実施形態の乳房画像撮影表示システムによれば、撮影方向の範囲に応じて設定された圧縮率に基づいて圧縮処理の施された圧縮断層画像の全枚数を取得し、その全枚数が閾値以下であるか否かを判定し、圧縮断層画像の全枚数が閾値より大きいと判定された場合には、撮影方向の範囲を再取得し、さらにその再取得された撮影方向の範囲に基づいて圧縮処理の圧縮率を再設定するようにしたので、圧縮断層画像の全枚数を抑制することができ、圧縮断層画像の読影時間を短縮することができる。
【０１０１】
また、上記第１および第２の実施形態の乳房画像撮影表示システムの説明においては、３次元画像や圧縮断層画像をモニタ３に表示させる場合について説明したが、これらに限らず、圧縮前の断層画像や、断層画像を生成する前の放射線画像をモニタ３に表示させるようにしてもよい。
【０１０２】
また、図１０に示すように、たとえば断層画像生成部５０において生成された複数の断層画像のうちの所望の１枚の断層画像とともに、その断層画像上においてユーザが入力部４を用いて指定した領域の３次元画像と上記断層画像とを重ね合せた重畳画像を並べて表示するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、入力部４が請求項における領域指定部に相当するものである。
【０１０３】
また、図１０においては、断層画像とともに、断層画像に３次元画像を重ね合せた重畳画像をモニタ３に並べて表示する例を示したが、これに限らず、たとえば圧縮断層画像または放射線画像とともに、その圧縮断層画像または放射線画像に３次元画像を重ね合せた重畳画像をモニタ３に並べて表示するようにしてもよい。
【０１０４】
また、上述した重畳画像については、入力部４からのユーザの入力によって回転可能に表示するようにしてもよい。図１１は、断層画像に３次元画像を重ね合せた画像を、図１０の状態から所定の方向および角度で回転させた状態を示すものである。
【０１０５】
また、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像と、これらの画像に３次元画像を重ね合せた重畳画像を並べてモニタ３に表示する場合には、たとえば、２つの画像上で対応する共通の位置が分かりやすくするために、図１２に示すように、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像における被写体上の位置と、その被写体上の位置と同じ位置を示す重畳画像上における位置とにそれぞれマーカＭ１とマーカＭ２を表示させるようにしてもよい。この場合、たとえば、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像においてマーカＭ１の指定を受け付けた際に、そのマーカＭ１に対応する位置のマーカＭ２を表示するようにしてもよいし、重畳画像上においてマーカＭ２の指定を受け付けた際に、そのマーカＭ２に対応する位置のマーカＭ１を断層画像、圧縮断層画像または放射線画像に表示するようにしてもよい。
【０１０６】
また、３次元画像が重ね合わされる断層画像、圧縮断層画像または放射線画像は、ユーザによって入力部４を用いて任意に選択できるようにしてもよい。このとき、表示対象の画像を選択するための画面、たとえば断層画像、圧縮断層画像または放射線画像を一覧表示した画面などをモニタ３に表示させるようにしてもよい。なお、本実施形態においては、入力部４が請求項における画像選択受付部に相当するものである。
【０１０７】
また、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像に重ね合わされる３次元画像の形状は、図１０から図１１に示したように球状でもよいし、これに限らず、直方体や楕円形状でもよい。
【０１０８】
また、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像に重ね合わされる３次元画像の位置および／または表示範囲を、ユーザが入力部４を用いて任意に設定できるようにしてもよい。具体的には、たとえば、ユーザが、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像において、腫瘍が存在する可能性がありと判断した部分や、乳腺が密集していて見難いと判断した部分の位置や範囲などが指定され、その指定された位置を中心または重心とする指定された範囲の３次元画像が、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像に重ね合わされて表示される。
【０１０９】
また、ユーザによって指定される３次元画像の範囲については、円や、直方体などがあるが、たとえば乳腺の３次元画像の範囲を指定する場合には、傾斜した細長い範囲を指定できるようにしてもよい。このように細長い範囲を指定する場合には、その範囲と始点と終点とを指定するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、入力部４が請求項における表示範囲受付部に相当するものである。
【０１１０】
また、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像に重ね合わされる３次元画像の色についても、ユーザが入力部４を用いて任意に設定できるようにしてもよい。このとき３次元画像の色を設定するためのカラーテンプレートをモニタ３に表示させるようにしてもよい。なお、本実施形態においては、入力部４が請求項における色変更受付部に相当するものである。
【０１１１】
また、上述した重畳画像を表示する際には、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像と、３次元画像とを互いに異なる色で表示することが望ましい。たとえば、断層画像、圧縮断層画像または放射線画像を白黒表示とし、３次元画像をカラー表示としてもよい。
【０１１２】
また、上記実施形態は、本発明の断層画像生成装置および方法を乳房画像撮影表示システムに適用したものであるが、本発明の被写体としては乳房に限らず、たとえば、胸部や頭部などを撮影する、いわゆる一般撮影のトモシンセシス撮影機能を備えた放射線画像撮影表示システムにも本発明を適用することができる。なお、本発明を一般撮影の放射線画像撮影表示システムに適用した場合には、被写体の厚さ情報については、たとえば光学的なセンサなどを用いて取得するようにしてもよいし、ユーザが手動で設定入力するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１     乳房画像撮影表示システム
２     コンピュータ
３     モニタ
４     入力部
１０   乳房画像撮影装置
１３   アーム部
１４   撮影台
１５   放射線画像検出器
１６   放射線照射部
１７   放射線源
１８   圧迫板
１９   移動機構
４１   放射線画像記憶部
４２   画像処理部
４３   表示制御部
５０   断層画像生成部
５１   撮影方向範囲取得部
５２   圧縮率設定部
５３   圧縮処理部
５４   ３次元画像生成部
５５   乳房厚取得部
５６   枚数判定部
【図１】
0005519753.tif 000002
【図２】
0005519753.tif 000003
【図３】
0005519753.tif 000004
【図４】
0005519753.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005519753.tif 000007
【図７】
0005519753.tif 000008
【図８】
0005519753.tif 000009
【図９】
0005519753.tif 000010
【図１０】
0005519753.tif 000011
【図１１】
0005519753.tif 000012
【図１２】
0005519753.tif 000013