(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線発生手段と、
被写体を圧迫するための圧迫板と、
前記圧迫板を変位させる変位手段と、
前記放射線発生手段により発生し、前記圧迫板及び前記被写体を透過した放射線像を検出する検出手段と、
前記圧迫板により被写体を圧迫した状態で、前記変位手段により該圧迫板を変位させながら前記放射線発生手段及び前記検出手段による放射線撮影を実行する制御手段とを備え、
前記変位手段は、前記圧迫方向に対して直角方向の軸を中心として、前記圧迫板を前記検出手段に対して揺動させることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
放射線発生手段と、
被写体を圧迫するための圧迫板と、
前記放射線発生手段により発生し、前記圧迫板及び前記被写体を透過した放射線像を検出する検出手段と、
前記圧迫板を前記検出手段に対して変位させる変位手段と、該変位手段は、前記圧迫板の圧迫方向と直角な方向へ該圧迫板を変位させること、前記圧迫方向に対して直角方向の軸を中心として該圧迫板を揺動させること、及び前記圧迫方向に該圧迫板を変位させることの少なくとも１つを実行し、
前記放射線発生手段の前記検出手段に対する照射方向を変化させる照射方向変更手段と、
前記圧迫板により被写体を圧迫した状態で、前記変位手段により該圧迫板を変位させるとともに、前記照射方向変更手段によって前記照射方向を変更させながら前記放射線発生手段及び前記検出手段による放射線撮影を実行する制御手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
放射線発生手段と、
被写体を圧迫するための圧迫板と、
前記放射線発生手段により発生し、前記圧迫板及び前記被写体を透過した放射線像を検出する検出手段と、
前記圧迫板及び前記検出手段を、放射線の照射方向に直角な方向の軸を中心に前記放射線発生手段に対して揺動させる揺動手段と、
前記圧迫板により被写体を圧迫した状態で、前記揺動手段によって前記圧迫板及び前記検出手段を揺動させながら前記放射線発生手段及び前記検出手段による放射線撮影を実行する制御手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線撮影装置及び方法に関し、特には乳房のＸ線撮影に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
或る種の蛍光体に、Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等の放射線を照射すると、この放射線エネルギの一部が蛍光体中に蓄積される。そして、この蛍光体に可視光等の励起光を照射することにより、蓄積されたエネルギに応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知られている。このような性質を示す蛍光体は蓄積性蛍光体或いは輝尽性蛍光体と呼ばれる。
【０００３】
従来からこの蓄積性蛍光体を利用し、放射線撮影画像を電気的な画像信号として得ることが行われている。すなわち、人体等の被写体の放射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体のシートに記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー光等の励起光を用いて走査することにより輝尽発光光を発光させ、得られた輝尽発光光を光電的に読み取り画像信号を得る。この画像信号に基づいて写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に、被写体の放射線画像を可視像として出力させる放射線画像情報記録再生システムが、例えば特許文献１や特許文献２等により提案されている。このような方法はコンピューテッド・ラジオグラフィー（ＣＲ）と呼ばれている。
【０００４】
また、近年においては大面積の半導体イメージセンサ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）を使用し、被写体の放射線画像を撮影するシステムが開発されている。このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真システムと比較して、極めて広範囲の放射線露出域に渡って画像を記録できるという実用的な利点を有している。この種のシステムにおける画像取得の手順は次のようになる。即ち、極めて広範囲のダイナミックレンジのＸ線を、光電変換手段を用いて電気信号として読み取り、この電気信号をさらにデジタル信号に変換する。このデジタル信号を処理して、写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に、可視像として出力することにより、放射線露光量がある程度変動しても良好な放射線画像が得られる。
【０００５】
Ｘ線乳房撮影においても、画素サイズが５０μｍ〜１００μｍのフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）での撮影が可能になった。乳房撮影は乳房を透過するＸ線を均等化するために乳房を圧迫する圧迫板が使用される。この圧迫板に関連して様々な開発が行われている。
【０００６】
特許文献３には、Ｘ線の曝射ビーム路上で撮影台との間に介在された乳房を挾んで圧迫させる圧迫板を操作する機構であって、Ｘ線の曝射ビーム路と直交する空間平面上で被検者に対し前後及び／又は左右の方向へ圧迫板を自在に移動し得るとともに、移動された特定位置で圧迫板を固定保持し得る圧迫機構を具備する乳房Ｘ線撮影装が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、被撮影乳房用ホルダーが下部ホルダーと上部ホルダーとから成り、該下部ホルダーと上部ホルダーの間で被撮影乳房が押圧されるように該下部ホルダーと上部ホルダーとが互いに変位自在とされている乳房Ｘ線撮影装が開示されている。そして、当該装置のフレーム部分が乳房ホルダーによって押圧される被撮影乳房の中心軸線にほぼ一致する軸線周りに回転され、または乳房のこのような軸線の近傍に配置され、これにより、写真の投影またはモードを変更するときに、撮影される人が動く必要がなく且つ当該装置の高さ位置を変更する必要がないように構成されている。
【０００８】
特許文献５には、Ｘ線発生部とＸ線受像部とを支持部材の両端側にそれぞれ固定すると共に、Ｘ線発生部とＸ線受像部との間に天板を配置し、該天板上の患者の腹部等を圧迫するための圧迫桿を駆動する圧迫桿駆動部を備えたＸ線装置において、圧迫桿駆動部を、支持部材の回転方向とは独立して回転可能に支持したＸ線装置が開示されている。本装置は腹部をＸ線撮影するものであり、腹部に対する圧迫桿に独立してＸ線発生部とＸ線受像部が回転可能である。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５５−１２４２９号公報
【特許文献２】
特開昭５６−１１３９５号公報
【特許文献３】
特開平３−８６１５４号公報
【特許文献４】
特表平２−５０４３５３号公報
【特許文献５】
特開平１０−２３４７１６
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
さて、乳房撮影においては、腫瘤と石灰化の検出が必要であるが、従来はＣＣ（Craniocaudal）とＭＬＯ（Mediolateral Oblique）の２方向に限定されて撮影が行われていたので病変の分布の立体感を得ることは難しかった。そこで、腫瘤の３次元的な構造、複数の石灰化の分布を認識できるような画像が撮影できれば良性と悪性の分類に役立つことが予想される。
【００１１】
しかしながら、特許文献３においては、圧迫板を移動可能としてＸ線撮影時の被写体及び圧迫板を好適に位置決めするが、Ｘ線撮影は固定された状態で行われるのみで、立体的な観察を可能とするＸ線画像を得ることはできない。また、特許文献５は、圧迫棹の周囲をＸ線発生装置とＸ線受像部が回転可能であるが、腹部のＸ線撮影を行なう装置であり、乳房撮影のように圧迫板で被写体を変形させた状態で撮影を行なうような場合には不適切である。
【００１２】
また、Ｘ線撮影においては、被写体に入射するＸ線の入射角度を変えて撮影することにより、人体の病気の３次元的な分布を観察することが、ステレオ撮影、回転ＤＳＡ（血管造影）などで行われている。しかしながら、乳房撮影の場合は装置と人体との相対的位置関係から装置の運動が制約されるため、これらの手法を例えば特許文献４のような乳房Ｘ線撮影装に適用して立体観察を行なえる画像を得るのが困難であった。また、乳房撮影に関して断層撮影を行うアイデアもあるが、装置が大がかりとなる等、好適なアイデアがなかった。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で対象物の立体撮影又は３次元情報の取得が可能な放射線撮影装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による放射線撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、
放射線発生手段と、
被写体を圧迫するための圧迫板と、
前記圧迫板を変位させる変位手段と、
前記放射線発生手段により発生し、前記圧迫板及び前記被写体を透過した放射線像を検出する検出手段と、
前記圧迫板により被写体を圧迫した状態で、前記変位手段により該圧迫板を変位させながら前記放射線発生手段及び前記検出手段による放射線撮影を実行する制御手段とを備え、
前記変位手段は、前記圧迫方向に対して直角方向の軸を中心として、前記圧迫板を前記検出手段に対して揺動させる。
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明の他の態様による放射線撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、
放射線発生手段と、
被写体を圧迫するための圧迫板と、
前記放射線発生手段により発生し、前記圧迫板及び前記被写体を透過した放射線像を検出する検出手段と、
前記圧迫板を前記検出手段に対して変位させる変位手段と、該変位手段は、前記圧迫板の圧迫方向と直角な方向へ該圧迫板を変位させること、前記圧迫方向に対して直角方向の軸を中心として該圧迫板を揺動させること、及び前記圧迫方向に該圧迫板を変位させることの少なくとも１つを実行し、
前記放射線発生手段の前記検出手段に対する照射方向を変化させる照射方向変更手段と、
前記圧迫板により被写体を圧迫した状態で、前記変位手段により該圧迫板を変位させるとともに、前記照射方向変更手段によって前記照射方向を変更させながら前記放射線発生手段及び前記検出手段による放射線撮影を実行する制御手段とを備える。
また、上記の目的を達成するための本発明の更に他の態様による放射線撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、
放射線発生手段と、
被写体を圧迫するための圧迫板と、
前記放射線発生手段により発生し、前記圧迫板及び前記被写体を透過した放射線像を検出する検出手段と、
前記圧迫板及び前記検出手段を、放射線の照射方向に直角な方向の軸を中心に前記放射線発生手段に対して揺動させる揺動手段と、
前記圧迫板により被写体を圧迫した状態で、前記揺動手段によって前記圧迫板及び前記検出手段を揺動させながら前記放射線発生手段及び前記検出手段による放射線撮影を実行する制御手段とを備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１はＸ線デジタル乳房画像撮影装置（放射線撮影装置）のシステムブロック図を示す。Ｘ線管球１１から曝射されたＸ線は圧迫板１２を介して被写体１３を透過してセンサ部１４に達する。なお、本実施形態では乳房撮影装置を開示するので、被写体（対象物ともいう）１３としては人体の乳房が想定される。圧迫板１２は強度を保ちながらＸ線の透過性のよい材料が使用される。センサ部１４はアモルファスシリコンセンサあるいはクリスタルシリコンのセンサが使用される。画素サイズは５０−１００μｍ正方であり、センサ全体の外形は２０ｃｍ×２５ｃｍ程度のものを使用する。
【００１８】
図示していないが、被写体１３を透過したＸ線は散乱線を除去するグリッド、およびＸ線を可視光に変化する蛍光体スクリーンが、被写体１３とセンサ部１４の間に挿入される。センサ部１４の駆動は画像収集部１５によって行われる。Ｘ線曝射のタイミングに同期してセンサ部１４では電荷の積分が行われる。画像収集部１５によって収集された画像は画像処理部１６により画像処理されて画像表示部１７で表示される。画像処理部１６は、オフセット補正、ゲイン補正などの前処理と、照射野切り出し、鮮鋭化、階調変換など、医師の診断に適した画像を得るための後処理とから構成される。
なお、画像処理部１６、画像表示部１７、制御部１９等はコンピュータにより構成することが可能である。
【００１９】
本装置の操作は操作卓１８から行われる。乳房のＸ線撮影が指示されると、制御部１９により以下の一連の機能が実現される。撮影に先立って被写体１３はセンサフレーム３２と圧迫板１２との間に好適に配置される。なお、乳房配置の際には、撮影中に移動する圧迫板１２の移動が患者に害を及ぼさないかの確認を予め行うことが必要であろう。操作卓１８から撮影の開始が開始されると、制御部１９からの指令により圧迫板移動部２２が作動して圧迫板１２が移動する。圧迫板１２の移動は圧迫板１２の横方向（圧迫方向に直角な方向）へのスライドであり、被写体１３としての乳房がロール運動を行うように移動する。この移動に連動してＸ線曝射が行われて画像が取り込まれると、石灰化や腫瘍の立体分布あるいは立体構造が観察できることになる。
【００２０】
一方、圧迫板１２の移動に連動するようにパルス発生部２０によりＸ線曝射のためのパルスが発生される。発生されたパルスがＸ線制御部２１に入力されると、Ｘ線管球１１からＸ線の曝射が行われる。圧迫板１２の移動量は２０〜３０ｍｍ程度であり、この間に３〜５枚の乳房画像が撮影される。Ｘ線の曝射間隔は３００〜５００ｍｓに設定されるので全体の撮影時間は１秒から３秒程度である。なお、本例では圧迫板１２を片方向へ移動するのみであるが、圧迫板を往復移動させるなど、種々の移動態様が適用できる。
【００２１】
なお、以上の例では、被写体１３の動画撮影の際に被写体１３をロールさせるべく圧迫板１２を横方向にスライドする構成を説明したが、被写体１３に対する圧迫分布（圧迫方向ともいう）を変化させる、あるいは圧迫度を変化させるように圧迫板１２を変位することも可能である。圧迫分布を変化させるための圧迫板の変位方法としては、圧迫板を圧迫方向に直角な軸を中心として揺動させることが挙げられる。このようにすれば圧迫板が圧迫方向に対して傾斜して被写体１３を圧迫するので、圧迫分布が変化することになる。また、圧迫度を変化させるには、圧迫板を圧迫方向に変位させて、被写体１３を圧迫する力を変化させてやればよい。
【００２２】
また、圧迫板１２の変位と併せて、センサフレーム３２の回転や管球フレーム３１の回転を行うことによって、広範囲の撮影方向から被写体画像の収集が可能になり、病変の立体観察が更に容易になる。センサフレーム３２の回転及び管球フレーム３１の回転は、それぞれセンサフレーム回転部２４と管球フレーム回転部２３により行われる。
【００２３】
図２に本実施形態のＸ線撮影装置の機構図を示す。図２（ａ）は本実施形態による乳房Ｘ線撮影装置の側面図である。支柱３３にセンサフレーム３２が軸ＡＸを中心に回転可能に取り付けられており、センサフレーム３２を軸ＡＸを中心に回転させるセンサフレーム回転部２４が配置されている。センサフレーム３２にはセンサ部１４、圧迫板１２および管球フレーム３１が接続される。更に、管球フレーム３１は、センサフレーム３２に対して軸ＡＸを中心に回転可能に連結されており、管球フレーム回転部２３によりセンサフレーム３２と独立して軸ＡＸを中心に回転する。なお、本例ではセンサフレーム３２と管球フレーム３１の回転軸は同一（軸ＡＸ）であるが、これらは同一である必要はない。
【００２４】
圧迫板１２は２軸（Ｘ方向及びＺ方向）の移動が可能なようにセンサフレーム３２に連結され、圧迫板移動部２２により移動させることが可能である。圧迫板１２のＸ方向の移動により被写体１３をロール運動させることができ、Ｚ方向の移動により被写体１３への圧迫度を変更することができる。なお、圧迫分布を変更可能とする場合には、更に圧迫板１２をＹ軸廻りに回転（揺動）可能に構成すればよい。
【００２５】
管球フレーム３１にはＸ線管球１１が取り付けられる。被写体１３はセンサフレーム３２と圧迫板１２で挟まれるように配置される。図２（ｂ）はシステムの正面図であり、この状態が撮影スタート位置と考えることができる。この位置から撮影がスタートされて図２（ｃ）のように圧迫板１２をＸ方向へ移動させながらＸ線撮影を行なう、すなわち被写体１３のロール運動とともに複数のＸ線曝射が行われて、それぞれの曝射に対応した画像が取得されることになる。
【００２６】
図５は本実施形態によるＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。この処理は、制御部１９が不図示のメモリに格納された制御プログラムを実行することにより実現される。
【００２７】
まず、ステップＳ１０１において、操作卓１８よりＸ線撮影開始の指示が入力されたか否かを判定する。撮影開始が指示されたならば、ステップＳ１０２へ進み、パルス発生部２０にＸ線撮影開始を指示する。この指示を受けたパルス発生部２０は、上述したように３００ｍｓ〜５００ｍｓの間隔でパルスを発生し、Ｘ線制御部２１へ出力する。Ｘ線制御部２１はパルス発生部２０からのパルス信号を受信するたびにＸ線管球１１を駆動する。また画像収集部１５もこのパルス信号に応じて動作し、Ｘ線画像を取得することになる。
【００２８】
上記ステップＳ１０２によるＸ線撮影の開始と同時にステップＳ１０３による圧迫板１２の移動が開始される。すなわち、制御部１９は圧迫板移動部２２に対して圧迫板の移動開始を指示する。この指示を受けた圧迫板移動部２２は、圧迫板１２を所定のスピードで図２のＸ方向に移動させる。
【００２９】
以上のステップＳ１０２およびＳ１０３により、圧迫板１２を移動させながら（すなわち被写体１３である乳房をロールさせながら）Ｘ線撮影を行なうことになる。
【００３０】
圧迫板１２が所定量移動したならばステップＳ１０４からステップＳ１０５へ進み、Ｘ線撮影を終了（パルス発生部２０に対して終了を指示する）とともに、圧迫板の移動を終了する。なお、圧迫板移動部２２が圧迫板１２の移動量を監視し、圧迫板の移動終了を検出して自動的に停止するようにしてもよい。この場合、制御部１９は圧迫板移動部２２から移動終了信号を受信し、この信号に応じてＸ線撮影を終了させることになる。
【００３１】
また、上記では、Ｘ線撮影中において圧迫板１２をＸ方向へ移動しているが、Ｘ線撮影中の圧迫板の移動態様はこれに限られるものではない。例えば、Ｘ線撮影中に圧迫方向（Ｚ方向）へ圧迫板１２を移動すれば被写体１３に対する圧迫度を変化させながらＸ線撮影を行なうことができる。同様に、圧迫板１２の圧迫方向に直角な方向（Ｙ方向）を回転軸として圧迫板１２を回転させれば、圧迫方向に対して圧迫板を傾斜させることができ、被写体１３に対する圧迫分布を変化させながらＸ線撮影を行なうことができる。このように圧迫の態様を変化させて被写体の変形状態を変化させることによっても、被写体の３次元情報を得ることができる。なお、上述した圧迫板の移動態様は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。また、用いる圧迫板の移動態様やその組み合わせを操作卓１８より指定可能としてもよい。
【００３２】
なお、本実施形態では、Ｘ線撮影を行ないながら圧迫板変位することに加えて、センサフレーム３２及び／又は管球フレーム３１を回転させることにより、更に大きく被写体に対するＸ線入射角を変化させることができる。なお、Ｘ線入射角を変化させるか否かは操作卓１８から設定可能とする。
【００３３】
図３は圧迫板１２の移動同時にセンサフレーム３２の回転を行う撮影を示している。図３（ｃ）ではセンサフレーム３２の回転が行われるので、圧迫板１２の移動によるロールのみよりも大きなＸ線入射角度の変化が得られるので大きな立体感を得ることが可能になる（但し、図示の構成において図３（ｃ）のように管球フレーム３１を静止させつつセンサフレーム３２の回転を行なうには、管球フレーム３１を逆方向に回転させる必要がある）。また、図４は圧迫板１２の移動と同時に管球フレーム３１の回転を行う撮影を示している。図４（ｃ）では管球フレーム３１の回転が行われるので、図３（ｃ）と同様に圧迫板１２の移動によるロールのみよりも大きなＸ線入射角度の変化が得られるので大きな立体感を得ることが可能になる。
【００３４】
以上説明したように本実施形態によれば、圧迫板１２の少量の運動で大きな立体的な視野（被写体に対する撮影方向）の変化を得ることが可能であり、乳房撮影において立体観察が可能な画像を容易に得ることができる。このため、乳房撮影において、腫瘤の３次元的な構造、石灰化の３次元的な分布を認識できるような画像、すなわち立体的な観察を行なえる画像を撮影することができ、乳房の注目部分の良性と悪性の分類に役立つ。
【００３５】
なお、上記実施形態において、圧迫板の複数の変位状態でＸ線撮影を行なうことが肝要であり、Ｘ線撮影時における圧迫板の位置とＸ線撮影のタイミングとの関係、Ｘ線撮影時における圧迫板の位置とセンサフレーム或いは管球フレームとの相対的な位置関係は上述の例に限定されるものではない。尚、圧迫板の変位状態とＸ線撮影のタイミングの関係に関しては、例えば圧迫板の所定量の変位毎にＸ線撮影が行われるような同期関係としてもよいし、非同期関係としてもよい。また、例えば、圧迫板１２を所定量（例えば５ｍｍ）移動させた後に圧迫板を停止させて１回のＸ線撮影を実行するという動作を所定回数繰り返すようにしてもよい。
【００３６】
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成されることは言うまでもない。
【００３７】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク（登録商標），ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００３８】
また、コンピュータがプログラムコードを読出し実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【００３９】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で対象物の立体撮影又は３次元情報の取得が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態によるＸ線撮影装置の構成を示すシステムブロック図である。
【図２】実施形態によるＸ線撮影装置の構成と、圧迫板を移動させながらＸ線撮影を行なう様子を説明する図である。
【図３】実施形態によるＸ線撮影装置において、センサフレームを回転させながらＸ線撮影を行なう様子を説明する図である。
【図４】実施形態によるＸ線撮影装置において、センサフレームを回転させながらＸ線撮影を行なう様子を説明する図である。
【図５】実施形態によるＸ線撮影の手順を説明するフローチャートである。
【図１】
0003658389.tif 000002
【図２】
0003658389.tif 000003
【図３】
0003658389.tif 000004
【図４】
0003658389.tif 000005
【図５】
0003658389.tif 000006