(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放出方向で対象を透過するＸ線を放出するＸ線管と、
前記対象に対して前記Ｘ線管と対向して配置されており、Ｘ線投影画像を検出するＸ線検出器とを備えるＸ線装置により収集されたＸ線画像データから対象の画像を処理する方法であって、
前記複数の放出方向の内の１つの放出方向から放出されたＸ線に対応するＸ線画像データから前記対象の少なくとも１枚の二次元の標準的な投影画像を形成するステップと、
前記標準的な投影画像に二次元標識を配置するステップと、
前記複数の放出方向から放出されたＸ線に対応するＸ線画像データを再構成してディジタル容積を生成するステップと、
三次元標識を前記ディジタル容積に配置するステップと、
前記少なくとも１枚の標準的な投影画像に前記三次元標識を再投影するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
前記標識のディジタル容積の生成は、
前記少なくとも１枚の投影画像において、疑わしいと推測される領域の各々に割り当てられる輪郭を決定するステップと、
前記少なくとも１枚の投影画像において前記輪郭の三次元再構成を行ない、各々の疑わしいと推測される領域についての三次元輪郭を前記ディジタル容積において得るステップと、
を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記三次元輪郭は三次元標識により表わされる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記標識のディジタル容積の生成は、
トモシンセシスの手法により前記少なくとも１枚の標準的な投影画像から原画像の再構成を可能にするステップと、
前記原画像のセグメント分割を行うステップと、
前記原画像に前記三次元標識を配置するステップと、
を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
疑わしいと推測される領域の輪郭により画定される前記再構成された少なくとも１枚の標準的な投影画像のスライスの積層体を表示するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記Ｘ線は、前記多数の放出方向に非一様に分配される、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記Ｘ線は、前記多数の放出方向に一様に分配される、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１枚の標準的な投影画像の前記二次元標識を再投影された前記三次元標識と比較するステップを含んでいる請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
複数の放出方向で対象を透過するＸ線を放出するＸ線管と、
前記対象に対して前記Ｘ線管と対向して配置されており、Ｘ線投影画像を検出するＸ線検出器と、
前記複数の放出方向の内の１つの放出方向から放出されたＸ線に対応するＸ線画像データから前記対象の少なくとも１枚の二次元の標準的な投影画像を形成すると共に、前記標準的な投影画像に二次元標識を配置するする第一の処理ユニットと、
前記複数の放出方向から放出されたＸ線に対応するＸ線画像データを再構成してディジタル容積を生成する手段と、
三次元標識を前記ディジタル容積に配置する手段と、
前記少なくとも１枚の標準的な投影画像に前記三次元標識を再投影する制御論理ユニットと、
を含んでいるＸ線装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１枚の投影画像において、前記疑わしいと推測される領域の各々に割り当てられる輪郭を決定し、
前記少なくとも１枚の投影画像において前記輪郭の三次元再構成を行ない、各々の疑わしいと推測される領域についての三次元輪郭を前記ディジタル容積において得る第二の処理ユニットを含んでいる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
トモシンセシスの手法により前記少なくとも１枚の標準的な投影画像から原画像の再構成を可能にし、
前記原画像のセグメント分割を行い、
前記原画像に前記三次元標識を配置する第三の処理ユニットを含んでいる、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記Ｘ線の分配は、前記複数の放出方向に非一様に用いられる、請求項９乃至１１のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、Ｘ線装置であって、特定的な実施形態の一例ではマンモグラフィ装置である。本発明は、限定しないが医用撮像及び非破壊Ｘ線制御において格別に有利に適用することができる。
【０００２】
本発明の目的は、トモシンセシス処理のための一連の投影と同時に少なくとも１枚の放射線画像投影を取得することにある。
【０００３】
本発明のもう一つの目的は、この種のＸ線装置の利用時の人間工学を改善して、Ｘ線装置の利用をより単純に且つより迅速にすることにある。
【０００４】
また、本発明のもう一つの目的は、臨床的に関心のある投影画像の任意の二次元（２Ｄ）領域の三次元（３Ｄ）表示を構築することにある。
【背景技術】
【０００５】
今日、マンモグラフィは乳ガンに関連する病変の早期検出に広く利用されている。マンモグラフィ画像で検出される放射線学的徴候には、微小石灰化と呼ばれるカルシウム沈着又は腫瘍のいずれかがあり、微小石灰化はＸ線に対して周囲組織よりも不透過性である要素を構成しており、腫瘍はマンモグラフィ画像においては隣接する領域よりも強くＸ線を吸収する稠密な領域の形態を取っている。
【０００６】
今日では、経験が積まれたことにより、放射線科医は悪性の放射線学的徴候と良性の放射線学的徴候とをある程度まで区別することが可能になっている。カルシウム沈着はしばしばクラスタとして群を成しており、形状、均質度又は輝度のような様々な基準に従って全体として又は個別に解析される。放射線科医はまた、悪性不透明部と良性不透明部とを区別する形状、密度又は輪郭の鮮明度のような基準を利用することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、幾つかのカルシウム沈着又は幾つかの不透明部を発見することができない場合がある。この現象には多くの原因がある。具体的には、マンモグラフィ画像は投影の結果であるため乳房の構造の視認性を妨げるような重なり合った構造を表わしており、これらの構造の重なりが不透明部に似ている場合は偽陽性の解釈を招いたり、これらの構造が病変の視認性を妨げている場合には偽陰性の解釈を招いたりする。
【０００８】
これら偽陽性又は偽陰性の解釈の問題の解決を支援するために、従来技術には患者の乳房の三次元画像を形成する新たなマンモグラフィ装置が存在している。これらの新たな装置では、Ｘ線感光性フィルム又はディジタル検出器への曝射の連続的な積算によって画像を取得するのではなく、一つの経路に沿った様々な位置に配置されたマンモグラフィ機械のＸ線管によって行なわれる一組の曝射に対応する一連の画像の取得を実行することが好まれている。患者の乳房、従ってマンモグラフィ機械の検出器は、これらの連続的な曝射にわたって放射線照射を受ける。この新たな装置を用いて、一連の画像のトモシンセシスによる再構成を介して乳房の容積画像を形成する。これらの新たな装置には、有用な診断情報の検索をより容易にするという利点がある。
【０００９】
しかしながら、この新たなトモシンセシス・マンモグラフィ装置には制限がある。実際に、かかるトモシンセシス装置では、平均的な乳房撮影について典型的には５０枚〜８０枚のスライスを含むディジタル容積再構成が行なわれる。従って、管理すべき情報量が極めて多い。同様に、臨床的に関心のある一つの情報の入手には、この情報が画像容積内で逐次的に検索されるため遥かに長い時間が掛かる。
【００１０】
さらに、この形式の装置は、現在用いられているマンモグラフィ装置の利用の方法論とは全く異なる方法論を有している。従って、これらの新たな装置を用いるためには、医師は既存の利用の方法論を新たな利用の方法論に切り替えなければならない。これらの新たな方法論は医師に馴染みがなく、未だ採用されるに至っていない。この理由は主に、これらの新たな方法論の出現から間もないこと、及びこれら新たな装置の臨床的な能力がまだ十分に証明されていないことにある。
【００１１】
現在用いられているマンモグラフィ装置では、利用頻度又は医療行為の速度が、特に乳ガンのスクリーニングの状況では基本的な情報となっている。実際に、この頻度は装置の経済性に関与する。しかしながら、臨床的に関心のある情報の入手までの時間が極めて長いため、これらの新たなトモシンセシス・マンモグラフィ装置は余り高い利用頻度を実現することができない。さらに、スクリーニングの成功は、臨床的に関心のある情報を突き止めるのに費やされる時間に本質的に依存するので、この形式の装置はスクリーニングの成功を保証しない。
【００１２】
もう一つの問題は、マンモグラフィに比較的固有であるが他の分野でも起こり得るものであって、１００μｍ〜５００μｍの臨床的に関心のある放射線学的徴候を解析することを可能にする必要性に関連している。従って、マンモグラフィにおいてガン病変が疑われるときの根拠となる異常の検出及び特徴評価には、極めて高い空間分解能が必要とされる。この空間分解能の問題はトモシンセシス・マンモグラフィ装置では喫緊のものである。従って、これらの装置を用いていたのでは放射線学的徴候の極めて細密な解析に適した画質を得ることはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は正確には、上に説明した手法の欠点を克服することにある。この目的のために、本発明は、一連の三次元データによる投影画像の取得の手法を提案し、この手法には、投影画像での放射線学的徴候の検出を容易にするために用いられる画像処理方法が関連付けられている。これらの画像処理方法によって、放射線学的徴候が投影画像においてさらに容易に識別され、さらに効率のよい検査が可能となる。
【００１４】
本発明は、放射線画像のディジタル処理の手法を活用して情報の読み取り易さを改善するマンモグラフィへの新規のアプローチを提案する。
【００１５】
これらの画像処理方法は、臨床データを検討するのに要する時間を短縮することが可能であると共に、臨床的に関心のある情報の入手を単純化することが可能である新規の方法を開発することにより、大量のデータに対処することを可能にしている。
【００１６】
本発明の取得手法は、同じ機械を用い、また好ましくは同じ圧迫形状を用いて投影画像及びトモシンセシス系列を取得して、投影画像の比較の向上を図るために用いられる。
【００１７】
本発明は、標準的な放射線画像での放射線学的徴候の検出を改善するアルゴリズムを提案する。このことを行なうために、本発明は、一連の三次元データにおける放射線学的徴候の検出の手段を含む。この手段を用いて、三次元画像におけるクラスタの位置を標識によって示す。
【００１８】
本発明のアルゴリズムは、標準的な投影画像においてこれらの三次元標識を再投影する。この動作は、標準的な投影画像において検出される放射線学的徴候の信頼性を高めることを意図している。実際に、この再投影は、標準的な投影画像での放射線学的徴候の確認、除去又は追加を必要に応じて可能にする。このようにして、本発明は、改善された検出結果を与えるアプローチを提供する。本発明は、医師に対し、診断ツールのさらに高い信頼性を与える。
【００１９】
本発明のアルゴリズムはまた、標準的な投影画像において識別された各々の放射線学的徴候の三次元画像を与える。従って、本発明は臨床的に関心のある疑わしい領域についての１枚のみの三次元画像を与えるため、実行時間の短縮が達成される。疑わしい領域について再構成されるスライス数は、乳房全体について再構成されるスライス数よりも遥かに少なくてよい。
【００２０】
さらに明確に述べると、本発明の目的は、
Ｘ線管が対象に対して経路を移動させられ、
このＸ線管によって管の経路に沿った様々な位置についてＸ線が放出されて、多数の放出方向について対象に交差し、
対象に対して放出器と対向して配置されたＸ線検出器を用いて、Ｘ線画像データが放出方向の各々について検出され、
疑わしいと推測される領域を標識によって表わした対象の少なくとも１枚の標準的な投影画像が画像データから形成される、
対象の画像を処理する方法であって、この方法は、
対象の疑わしいと推測される領域を表わす三次元標識を標識のディジタル容積において生成するステップと、
上述の標準的な投影画像において三次元標識を再投影するステップと、
を含んでいる。
【００２１】
本発明はまた、
多数の放出方向について対象を透過するＸ線を放出するＸ線管と、
対象に対して放出器と対向するように配置されており、Ｘ線投影画像を検出するＸ線検出器と、
疑わしいと推測される領域を標識によって表わした標準的な投影画像を形成することが可能な第一の処理ユニットと、
を備えたＸ線装置に関し、この装置は、
疑わしいと推測される領域を表わす三次元標識のディジタル容積の生成の手段と、
標準的な投影画像における三次元標識の再投影の手段と、
を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、以下の説明及び添付図面からさらに明確に理解されよう。これらの図面は表示のために掲げられており、本発明の範囲を制限するものではない。
【００２３】
図１は、本発明によるＸ線装置、特にマンモグラフィ機械を示している。このＸ線装置１は垂直支柱２を有する。この垂直支柱に蝶番式アーム７が設けられており、アーム７は、Ｘ線放出管３と、管３によって放出されるＸ線を検出することが可能な検出器４とを担持している。このアーム７は、垂直、水平又は斜めに配向され得る。管３には、Ｘ線放出焦点である焦点５が備わっている。焦点５は、放出方向Ｄに沿ってＸ線ビーム６を放出する。アーム７は、検出器４を不動にしたまま管３を円弧の形状の経路に沿って移動させることを可能にするように垂直支柱２に蝶番式に取り付けられている。管が平面内又は球面部分内で移動され得るような他の構成も可能である。次いで、管３は２箇所の限界位置の間で回動するときに分布する様々な位置を占めることができる。これら２箇所の位置は、例えば検出器平面に対する垂線に関して互いに対称である。
【００２４】
好ましい一つの例では、検出器４は電子式検出器である。一変形では、検出器はＸ線画像の検出用の放射線感光性フィルムであってもよい。検出器４は、Ｘ線ビーム６を受光するように、管３に対向して放出方向Ｄにおいてアーム７に繋留されている。
【００２５】
アーム７には乳房保持トレイ８が設けられており、ここに患者が乳房を載置する。この乳房保持トレイ８は検出器４の最上部に配置されている。検出器４は乳房保持トレイ８の下方に配置されている。検出器４は患者の乳房及び乳房保持トレイ８に交差したＸ線を検出する。
【００２６】
さらに、乳房の固定、及び画質又は患者の乳房に照射されるＸ線強度の両方に関連する理由から、放射線撮影時には患者の乳房を圧迫しておく必要がある。様々な圧迫力を加えてよい。これらの力は、行なわれる検査の形式に応じて、乳房保持トレイ８上の乳房を乳房保持トレイ８に圧迫する圧迫板９を介して加えられる。このために、アーム７は手動又は電動式で乳房を圧迫することが可能な摺動式の板９である板９を有する。板９は、Ｘ線透過性の材料例えばプラスチックで作製されている。従って、アーム７は、上からＸ線管３、圧迫板９、乳房保持トレイ８及び検出器４を垂直に担持している。
【００２７】
板９、患者の乳房、トレイ８及び検出器４は固定されているが、Ｘ線管３はこのアセンブリに対して空間内で様々な位置を取ることができる。
【００２８】
一変形では、検出器４が可動式で、Ｘ線管３と同時に乳房の周囲で様々な位置を取ってもよい。この場合には、検出器４は乳房保持トレイ８に固定的に接合されない。検出器４は平坦でもよいし彎曲していてもよい。検出器４は回転式に移動してもよいし、且つ／又は平行移動してもよい。
【００２９】
患者の乳房の各々の部分を検査し得るように、ビーム６は前記乳房の周囲の多数の方向に配向され得る。検出器４は、患者の身体の部分に交差した多数のビーム６を受光した後に、受光したＸ線の強度に対応する電気信号を放出する。次いで、これらの電気信号を外部バス１１によって制御論理ユニット１０に送信することができる。これらの電気信号は、制御論理ユニット１０が、解析される身体の部分に対応する投影画像、及びこの投影画像における疑わしい領域の三次元画像を形成することを可能にする。次いで、これらの画像を制御論理ユニット１０の画面によって表示することもできるし、印刷することもできる。
【００３０】
制御論理ユニット１０はしばしば、集積回路の形態で構成される。一例では、制御論理ユニット１０は、マイクロプロセッサ１２、プログラム・メモリ１３、データ・メモリ１４、キーボード１６を設けた表示画面１５、及び入出力インタフェイス１７を含んでいる。マイクロプロセッサ１２、プログラム・メモリ１３、データ・メモリ１４、キーボード１６を設けた表示画面１５、及び入出力インタフェイス１７は、内部バス１８によって相互接続されている。
【００３１】
実際には、装置が動作を実行したと称するときには、この動作は装置のプログラム・メモリに記録されている命令コードによって制御される装置のマイクロプロセッサによって実行されている。制御論理ユニット１０はかかる装置である。制御論理ユニット１０はしばしば、集積回路の形態で構成される。
【００３２】
プログラム・メモリ１３は幾つかのゾーンに分割され、各々のゾーンが装置の作用を果たす命令コードに対応している。本発明の変形に依存して、メモリ１３は、右乳房用及び左乳房用の管３の経路に沿った放出方向の様々な位置を設定する命令コードを含むゾーン２０を含んでいる。メモリ１３は、放出方向の取得モードを決定する命令コードを含むゾーン２１を有している。
【００３３】
メモリ１３は、ゾーン２１の放出方向の各々の取得モードに関連する画像処理モードを決定する命令コードを含むゾーン２２を有している。メモリ１３は、多数の放出方向にわたるＸ線の分配モードを具現化する命令コードを含むゾーン２３を有している。メモリ１３は、多数の放出方向の放出を命令する命令コードを含むゾーン２４を含んでいる。
【００３４】
メモリ１３は、検出器４によって受け取られたデータを取得する命令コードを含むゾーン２５を有している。メモリ１３は、標識を含む乳房の投影画像、好ましくは標準的な画像を取得するために、決定された処理モードに依存して検出器から受け取ったデータを処理する命令コードを含むゾーン２６を含んでいる。これらの標識を用いて放射線学的徴候を備えた疑わしい領域を識別する。メモリ１３は、生成された標識のディジタル容積において疑わしい領域の三次元標識を得るために、決定された処理モードに依存して検出器から受け取ったデータを処理する命令コードを含むゾーン２７を含んでいる。
【００３５】
メモリ１３は、疑わしい領域を必要に応じて承認し、投影画像に対して追加し又は除去するために、投影画像において三次元標識の再投影を実行する命令コードを含むゾーン２８を含んでいる。メモリ１３は、乳房の投影画像に存在する疑わしい領域を拡大表示するために、検出器から受け取ったデータを処理する命令コードを含むゾーン２９を含んでいる。メモリ１３は、投影画像及び／又は投影画像の疑わしい領域の三次元画像の表示を具現化する命令コードを含むゾーン３０を含んでいる。
【００３６】
動作態様について述べると、制御論理ユニット１０は、医師によって選択された標準的な投影画像に従って、右乳房用及び左乳房用の管３の経路を決定する。図２、図４及び図６に示すように、制御論理ユニット１０は、管３の経路に沿って放出されるべきＸ線ビーム６の数を決定する。
【００３７】
現時点では、マンモグラフィには標準化された術語を有する幾つかの投影画像が存在している。スクリーニング・マンモグラフィ動作では、一般的には、各々の乳房について頭尾方向（ＣＣ）投影画像及び内外斜位方向（ＭＬＯ）投影画像が撮影される。幾つかの場合には、補足的な照射又は検査、具体的には超音波検査及び／又は生検を行なってもよい。
【００３８】
図２、図４及び図６は、マンモグラフィ投影画像の様々な取得モードを示している。これら三つの取得シナリオに基づいて、本発明は、標準的な投影画像において疑わしい領域の効率的な検査を行なう新たな処理方法を提案する。以下では、三つの取得シナリオの各々に、標識を処理して表示する支援システムが関連付けられている。この処理を臨床的徴候の強調で置き換えてもよい。
【００３９】
図３、図５及び図７は、それぞれ図２、図４及び図６で取得されるマンモグラフィ投影画像に用いられる画像処理モードを示している。
【００４０】
図２は、本発明による右乳房用の管経路に沿った様々な放出方向についての第一の取得モードの模式図である。
【００４１】
選択された標準的な投影画像に対して乳房の完全な描出を得るために、制御論理ユニットは、右乳房用の管経路及び左乳房用の管経路を決定する。左乳房用の管経路は、右乳房用の管経路の反対となる。左乳房用の管経路でも、制御論理ユニット１０は右乳房用の管経路の場合と同じ動作を実行する。このように、制御論理ユニットは各々の乳房について標準的な投影画像を形成する。
【００４２】
図２は、Ｘ線管の一つの経路に沿って内外斜位方向投影画像の放出方向及び多数の放出方向について患者の乳房を透過するＸ線を放出する管３を示しており、この経路は、図２の例では検出器に垂直で且つ患者の胸郭に平行な平面内に位置している。管の経路の形状は焦点５の軌跡によって与えられる。図２の例では、管の経路は円弧の形状を有している。
【００４３】
従って、制御論理ユニットは第一に、各々の乳房について頭尾放出方向の画像を取得する。次いで、多数の内外斜位放出方向を得るために、多数のビーム６によって一連の画像を取得する。
【００４４】
このように、制御論理ユニットは、各々が片方の乳房を表わす２枚の頭尾方向投影画像、各々の乳房についてのトモシンセシスのための多数のＸ線ビーム、及び各々の乳房の多数の放出方向から抽出され各々が片方の乳房を表わす２枚の内外斜位方向投影画像を取得する。
【００４５】
一変形では、制御論理ユニットは、トモシンセシスのための多数の放出方向のみを取得して、ここから標準的な投影画像を抽出することもできる。この場合には、頭尾方向の投影画像は取得されない。
【００４６】
他の変形では、図２において説明するように、制御論理ユニットは、一連の内外斜位方向投影の代わりに、一連の頭尾方向投影によってトモシンセシスのためのデータを取得してもよい。
【００４７】
多数の内外斜位放出方向を得るために、制御論理ユニット１０は管３の一連の場所をサンプリングする。場所とは、経路上で管が占める位置である。この位置は好ましくは固定されている。また、位置が可動であってもよい。この場合には、位置は経路上の二つの境界によって制限される。このように、乳房、従って検出器は、系列の各々の画像について、管がこれらの位置の１箇所からこれらの位置の他の箇所まで移動するのに要する時間にわたって照射される。
【００４８】
好ましい一つの例では、Ｘ線管の焦点は、空間内で固定されており角度を成して分布する複数の位置を占める。一例では、本発明の制限と解釈されるべきではないが、角度別検査はこのように、マンモグラフィ装置の検出器平面に全体的に垂直である照射の正中方向に対して６０°±３０°に等しくなるように計画される。
【００４９】
この検査時に、一定数のビーム６、例えば９本、１１本、１３本、又は画像再構成の所望の精度に応じた他の数のビーム６が取得される。次いで、計算機式断層写真法で用いられる形式の画像再構成アルゴリズムを適用することにより、スライス平面の画像及びこのスライスの平面に隣接する平面の他の画像を再構成することが可能である。このように、全ての画像が単一回の走査で取得されるので、合成断層写真法（シンセシス・トモグラフィ）との用語を用いることが可能となっている。
【００５０】
図２の例では、制御論理ユニット１０は、管３の焦点５によって放出されるＸ線ビーム６の数を決定する。この例ではビームの数は９本である。従って、多数の放出方向は、Ｄ１〜Ｄ９の番号を付した９箇所の位置によって表わされる。制御論理ユニット１０は、管３の放出の場所を管の経路に分配することができる。図２の例では、管３の放出位置は管の経路に均等に分配されている。
【００５１】
制御論理ユニット１０は、管の軌跡の様々な放出方向の間での一般に線量と呼ばれるＸ線の総量の非一様な分配モードを決定する。この非一様分配は、乳房の構造の良好なコントラストを提供する。この線量は好ましくは、従来技術で２枚の標準的なマンモグラフィ投影画像を得ることを可能にする線量に等しい。従来技術では、２枚の投影画像の各々が線量の５０％を受ける。
【００５２】
このように、制御論理ユニット１０は、複数のビーム６の間で分配されるＸ線を、標準的なマンモグラフィで用いられるＸ線の関数として決定することができる。また、患者の乳房の厚みの関数として決定することもできる。
【００５３】
図２の例では、線量は、放出方向Ｄ１〜Ｄ９の各々がそれぞれ検出器４の基準面（normal）３０に対して成す角度Ａ１〜Ａ８の関数として分配される。
【００５４】
図２の例は、右乳房用の管経路での線量の分配モードを示している。好適実施形態では、制御論理ユニット１０は、好ましくは管経路において標準的な投影画像を表わす放出方向に相対的に高い線量を割り当てる。
【００５５】
一変形では、制御論理ユニット１０は、検出器４の平面に実質的に垂直である放出方向に相対的に高い線量を割り当ててもよい。また、医師の優先順位及び装置の技術的制約に依存して一つの放出方向に相対的に高い線量を割り当ててもよい。従って、放出方向の任意のものが最大線量を受け得る。一例では、制御論理ユニット１０は管の各々の経路について好ましい放出方向を決定する。
【００５６】
一例では、管の各々の経路の二つの好ましい放出方向の各々に線量の４０％ずつの割合で総線量の８０％を割り当てる。線量の残部すなわち線量の２０％を、管の各々の経路の残りの放出方向に好ましくは非一様に分配する。
【００５７】
図２の例では、制御論理ユニット１０は、本書ではＤ５によって表わされている放出方向に相対的に強い線量を割り当てている。細線によって表わされている他の方向に比べて、Ｄ５は他の放出方向よりも強い線量を受けていることを示すために太線によって表わされている。
【００５８】
一変形では、制御論理ユニットは、線量の４０％をＤ５に割り当て、他の方向に一様な線量を割り当ててもよい。
【００５９】
一つの好適実施形態では、好ましい放出方向は標準的な内外斜位方向投影画像である。頭尾方向投影画像は、標準的なＸ線量で得られる。多数のビーム６及び頭尾方向投影画像を得るために用いられる全線量は、標準的なスクリーニング検査において通常照射される線量に等しいか又は殆ど等しい。
【００６０】
従って、この取得モードでは、制御論理ユニットは、各々が片方の乳房を表わす２枚の頭尾方向投影画像、及び乳房の内外斜位方向スライスを再構成するために用いることのできる一組の内外斜位方向投影画像から抽出され各々が片方の乳房を表わす２枚の内外斜位方向投影画像を与える。
【００６１】
一変形では、制御論理ユニットは、合成断層写真法のための多数のＸ線ビームのみを取得することもでき、この場合には、取得されない頭尾方向投影画像の線量に一つの追加線量分のＸ線を対応させる。
【００６２】
管は、管の経路に沿って一つの頭尾放出方向及び多数の放出方向について患者の左乳房及び右乳房を透過するＸ線を放出する。検出器４は、頭尾放出方向を表わす一つの標準的なＸ線画像データＩ０と、多数の放出方向を表わす多数のＸ線画像データＩ１〜Ｉ９とを取得する。検出器によって与えられた個々のＸ線画像データの各々が、放出方向Ｄ１〜Ｄ９をそれぞれ表わす。
【００６３】
制御論理ユニット１０は、この多数のＸ線画像データＩ０〜Ｉ９をデータ・メモリ１４に取得する。制御論理ユニット１０は、図３で分かるように、標準的な投影画像と、投影画像に存在する各々の疑わしい領域についての１枚の三次元画像とを得るために、これらのＸ線画像データを処理する。
【００６４】
図３は、図２の放出方向の取得モードに関連する画像処理の一例の模式図を示す。各々の乳房の各々の経路について画像データを処理するモードは同じである。従って、この記述は右乳房用の管経路によって与えられる画像データを処理するモードのみに関するものとする。
【００６５】
図２において説明する取得モードで得られる参照番号４０の標準的な頭尾方向（ＣＣ）画像データＩ０、及び参照番号４５の多数の内外斜位方向（ＭＬＯ）画像データＩ１〜Ｉ９から得られる参照番号４１の好ましい内外斜位方向画像データＩ５が、標準的な投影画像の処理のためのアルゴリズムによって処理される。この画像処理アルゴリズムは、第一の処理ユニット４２によって実行される。
【００６６】
この第一の処理ユニット４２は、４枚の標準的な画像に対応する４枚の投影画像４５を形成する。これらの投影画像４５は、現在のマンモグラフィ装置によって形成される投影画像である。これらの投影画像は、表示画面１６に示されるか又は印刷される。
【００６７】
この第一の処理ユニット４２は計算機支援式検出システム４３、さらに一般的にはＣＡＤシステムと呼ばれるものを含んでいる。この計算機支援式システム４３を用いて医用画像を読み取り、病変の存在を反映している疑わしい領域の抽出のために医用画像を解析する。この計算機支援式システム４３は、病変についての定量的情報を与える。
【００６８】
また、この計算機支援式システム４３を用いて、医師が多数のデータを含む放射線画像を検討しているときに決定を下すのを支援することができる。出力において、この計算機支援式システム４３は、放射線学的徴候に対応している可能性のある構造のみを与える。このことを行なうために、二次元計算機支援式システム４３は標識４４を生成する。
【００６９】
これらの標識４４は、医師によって用いられて、投影画像の疑わしい領域の容易な検出を行なうことができる。標識４４は、例えば疑わしい領域の重心のＸ座標及びＹ座標に位置している。標識４４は、例えば予め定義されている任意の図式注釈又は点滅式特徴によって表わすことができる。標識４４の傍には、標識された領域の病変の種別に関する情報を提供する説明文が存在する。病変は、微小石灰化のクラスタ又は不透明部であり得る。この説明文は、標識の図式注釈とは異なる図式注釈であってもよい。また、標識と同じ図式注釈であってもよい。この場合には、二つの注釈は色によって区別される。
【００７０】
これらの投影画像の陽性解釈の問題を解消するために、制御論理ユニットは、画像データＩ１〜Ｉ９を処理して、標識された放射線学的徴候に関して最大量の情報を収集する。この情報は、投影画像において標識された放射線学的徴候が病変であるいう保証を医師に与えることを意図したものである。
【００７１】
Ｘ線画像データＩ１〜Ｉ９は、第一に第二の処理ユニット４６によって処理され、第二に第三の処理ユニット４７によってトモシンセシスで処理される。
【００７２】
第二の処理ユニット４６は、三次元データに対して動作する計算機支援式検出システム４８を含んでいる。計算機支援式システム４８を用いて、全ての画像データから再構成された容積において臨床的に関心のある領域を識別する。各々の投影画像について、計算機支援式検出システムは、疑わしいと推定される領域の各々に割り当てられる輪郭を決定する。これらの輪郭から、計算機支援式検出システムは投影画像の三次元再構成を行なう。計算機支援式検出システムは、容積における疑わしい領域の検出を容易にするために三次元標識を作成し、このようにして標識のディジタル容積を得る。
【００７３】
各々の疑わしいと推定される領域について、この標識のディジタル容積は三次元輪郭を含んでいる。標識のディジタル容積では、標識４９は三次元輪郭の重心のＸＹＺ座標を有している。これらのＸＹＺ座標には、病変の種別に関する情報を提供する図式注釈も存在している。
【００７４】
この計算機支援式システムの代わりに、標識のディジタル容積を決定する他のアルゴリズムも当然用いることができる。
【００７５】
投影画像に存在する標識を承認するために、制御論理ユニットは、三次元標識４９のピクセルの再投影の動作５２を実行する。この再投影動作５２を用いて、異なる投影に由来するデータを比較して解析する。この再投影動作５２は、取得時幾何学的構成が既知であるため可能となる。再投影動作は、投影画像４５において標識の存在を確認したり、除外したり、且つ／又は標識を追加したりすることを可能にする。
【００７６】
制御論理ユニットは、計算機支援式システム４３によって得られた投影画像の標識の存在が、再投影された三次元標識によって確認されるか又は除外されるかを確かめる。再投影された三次元標識が投影画像の標識と同一の座標に位置している場合には、制御論理ユニットは、この疑わしい領域に病変が真に存在していると確認する。
【００７７】
三次元標識４９が投影画像の標識を含まない領域に投影されている場合には、制御論理ユニットは、この再投影された三次元標識４９を包囲する領域が疑わしい領域であると看做すことができる。実際に、制御論理ユニットは、三次元計算機支援式システム４８が入力においてより多くのデータを受け取ると、疑わしい領域についてより多くの情報を与えるものと看做す。
【００７８】
投影画像の標識４４が、再投影された三次元標識４９によって承認されない場合には、制御論理ユニットは投影画像からこの標識を除去して、この領域は疑わしくないと決定することができる。
【００７９】
投影画像の三次元標識の再投影は、医師が検出された放射線学的徴候に置く信頼性を高める。この形式の画像処理を用いれば、医師は検出された領域が放射線学的徴候を有することを確信し、同じように、現在用いられている投影画像に存在する陽性解釈の問題も軽減する。
【００８０】
本発明の装置は、医師が即座に、また如何なる表示の調節も必要とせずに、あらゆる点で高コントラストを有する鮮明な画像を入手することを可能にする。
【００８１】
一変形では、制御論理ユニットは、再投影された三次元標識４９から投影画像の標識を生成することができる。この場合には、投影画像の標識の承認のステップは存在しない。
【００８２】
医師が標準的な投影画像の疑わしい領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３又はＳ４を拡大表示したい場合には、キーボード１６のキーを用いるか又は疑わしい領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３又はＳ４の標識の一つをクリックして、上述の標識を包囲する上述の疑わしい領域の三次元画像を入手することができる。これにより、トモシンセシス再構成の後に、疑わしい領域のみの表示を自動的に起動する。実際に、二次元計算機支援式システム４３が病変の範囲を認知しているという事実から、疑わしい領域のみを拡大表示することが可能となる。このことは、画像処理方法の実行時間を大幅に短縮する。
【００８３】
全ての画像データＩ１〜Ｉ９がこのトモシンセシス再構成時に用いられる。これらの画像データＩ１〜Ｉ９は制御論理ユニットによって第三の処理ユニット４７に送られる。第三の処理ユニット４７は乳房の再構成された原画像を与える。トモシンセシスの手法によって、この第三の処理ユニットは、制限された角度領域に分配されてディジタル検出器で取得された画像データの少数の二次元投影に基づいて乳房の原画像の再構成を可能にする。
【００８４】
疑わしい領域に対応する画像の積層体（スタック）の表示は、二次元及び／又は三次元計算機支援式システムによって決定された病変の範囲によって制限される。この表示は、スライスを拡大するための電子式拡大装置によって作成されてもよい。この電子式拡大装置は、画像のクリックされた部分にのみ適用される拡大ツールである。この装置は、臨床的に関心のある画像の部分の正確な処理を可能にする。画像の要素は修正されない。画面に表示される比率のみが変化する。画像内の乳房の構造の詳細を観察するために、拡大ツールを用いて画像の拡大を進めることができる。
【００８５】
この表示はまた、画像の改良型表示、特に輝度及びコントラストを設定する自動コマンドを可能にするその他通常のツールによって行なうこともできる。
【００８６】
一変形では、三次元標識は、再構成された原画像によって与えられてもよい。この場合には、制御論理ユニットは原画像をセグメント分割する。次いで、制御論理ユニットは乳房の疑わしい領域を識別する三次元標識を生成し、このようにして標識のディジタル容積を得る。
【００８７】
図４は、本発明による右乳房用の管経路に沿った様々な放出方向の第二の取得モードの模式図である。
【００８８】
図４は、内外斜位方向投影画像の一つの放出方向、及び内外斜位方向投影画像の一つの経路に沿った多数の放出方向について患者の乳房を透過するＸ線を放出する管３を示している。
【００８９】
図４の例では、制御論理ユニットは第一に各々の乳房について内外斜位放出方向を取得する。第二に、制御論理ユニットは、多数の内外斜位放出方向を得るために、多数のビーム６を取得する。
【００９０】
このように、制御論理ユニットは、各々が片方の乳房を表わす２枚の内外斜位方向投影画像、及び各々の乳房のトモシンセシスのための多数の放出方向を取得する。
【００９１】
一変形では、制御論理ユニットは、トモシンセシスのための多数の放出方向を取得して、ここから標準的な投影画像を抽出することもできる。
【００９２】
他の変形では、制御論理ユニットは、図４において説明するような一連の内外斜位方向投影の代わりに一連の頭尾方向投影によってトモシンセシスのためのデータを取得することもできる。
【００９３】
他の変形では、制御論理ユニットは、それぞれ内外斜位方向投影画像及び頭尾方向投影画像の代わりに、それぞれ標準的な頭尾方向投影画像及び内外斜位方向投影画像を取得してもよいが、トモシンセシス取得はそれぞれ内外斜位方向投影及び頭尾方向投影について行なわれる。
【００９４】
制御論理ユニット１０は、管の二つの軌跡の様々な放出方向の間で一般に線量と呼ばれるＸ線の総量を一様に分配する。多数のビーム６と内外斜位方向投影画像とを得るために用いられる総線量は、標準的なスクリーニング検査時に通常分配されている線量に等しいか又は殆ど等しい。
【００９５】
管は、内外斜位放出方向及び管の経路に沿った九つの方向について患者の乳房を透過するＸ線を放出する。
【００９６】
検出器４は、内外斜位放出方向を表わす標準的なＸ線画像データＩ０、及び放出方向Ｄ１〜Ｄ９をそれぞれ表わす多数のＸ線画像データＩ１〜Ｉ９を取得する。
【００９７】
論理制御ユニット１０は、この多数のＸ線画像データＩ０〜Ｉ９をデータ・メモリ１４に取得する。論理制御ユニット１０は、図５で分かるように、投影画像に存在する疑わしい領域について標準的な投影画像と三次元画像とを得るためにこれらのＸ線画像データを処理する。
【００９８】
図５は、図４の放出方向の取得モードに関連する画像処理の一例の模式図を示す。
【００９９】
図４で得られる参照番号６０の標準内外斜位方向画像データＩ０は、投影画像を処理するアルゴリズムで処理される。この画像処理アルゴリズムは第一の処理ユニット４２によって実行される。
【０１００】
処理ユニット４２の二次元計算機支援式検出システム４３は、二次元標識４４を与える。これらの標識４４は、医師が２枚の内外斜位方向投影画像の疑わしい領域を容易に検出することを可能にする。
【０１０１】
放射線学的徴候の信頼性を高めるために、Ｘ線画像データＩ１〜Ｉ９は、第一に第二の処理ユニット４６によって処理され、第二に第三の処理ユニット４７によってトモシンセシスで処理される。
【０１０２】
この画像データ集合から、三次元計算機支援式システム４８が、臨床的に関心のある領域の再構成された容積での識別を可能にする。三次元計算機支援式システム４８は、疑わしい領域の検出を容易にするために三次元標識を生成する。
【０１０３】
投影画像に存在する投影画像の標識を承認するために、二次元計算機支援式システム４３は、三次元標識４９の投影画像の標識への再投影の動作５２を実行する。
【０１０４】
制御論理ユニットは、図３の例に記載されるように、二次元計算機支援式システム４３で得られた投影画像の標識が、再投影された三次元標識によって確認されるか又は除外されることを確かめる。
【０１０５】
全ての画像データＩ１〜Ｉ９がトモシンセシス再構成時に用いられる。これらの画像データＩ１〜Ｉ９は制御論理ユニットによって第三の処理ユニット４７に送られる。第三の処理ユニット４７は、トモシンセシスの手法を用いて、疑わしい領域の三次元容積のみの再構成を可能にする。
【０１０６】
医師は、キーボード１６のキーによって又は疑わしい領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３又はＳ４の標識の一つをクリックすることにより、疑わしい領域のトモシンセシスを自動的に起動して、上述の標識を包囲する上述の疑わしい領域の三次元画像の表示を入手する。
【０１０７】
図６は、本発明による右乳房用の管経路に沿った様々な放出方向の第三の取得モードの模式図である。
【０１０８】
図６は、内外斜位方向投影画像の経路に沿った多数の放出方向について患者の乳房を透過するＸ線を放出する管３を示している。
【０１０９】
一変形では、図６において説明するような一連の内外斜位方向投影の代わりに一連の頭尾方向投影によってトモシンセシスのためのデータを取得することも可能である。
【０１１０】
制御論理ユニット１０は、管の経路に管３の放出の位置を均等に分配する。制御論理ユニット１０は、管の二つの軌跡の様々な放出方向の間で一般に線量と呼ばれるＸ線の総量を一様に分配する。トモシンセシス走査の線量は、２枚の投影画像又はスクリーニング検査時に通常分配されている線量に等しいか又は殆ど等しい。
【０１１１】
一変形では、制御論理ユニットは、管の二つの軌跡の様々な放出方向の間で総線量を非一様に分配する。一例では、線量は、放出方向Ｄ１〜Ｄ９の各々がそれぞれ検出器４の基準面３０に対して成す角度Ａ１〜Ａ８の関数として分配される。
【０１１２】
検出器４は、放出方向Ｄ１〜Ｄ９をそれぞれ表わす多数のＸ線画像データＩ１〜Ｉ９を取得する。制御論理ユニット１０は、これらの多数のＸ線画像データＩ０〜Ｉ９をデータ・メモリ１４に取得する。制御論理ユニットは、図７で分かるように、投影画像に存在する各々の疑わしい領域について標準的な投影画像と三次元画像とを得るためにこれらのＸ線画像データを処理する。
【０１１３】
図７は、図２の放出方向の取得モードに関連する画像処理の一例の模式図を示す。
【０１１４】
Ｘ線画像データＩ１〜Ｉ９は、第一に第二の処理ユニット４６によって処理され、第二に第三の処理ユニット４７によってトモシンセシスで処理される。
【０１１５】
一組の画像データから、三次元計算機支援式システム４８は、臨床的に関心のある領域の再構成された容積での識別を可能にする。三次元計算機支援式システム４８は、疑わしい領域の検出を容易にするために三次元標識を形成する。従って、これらの領域は、この容積において三次元標識４９に結び付けられる。
【０１１６】
制御論理ユニットは、三次元標識４９のピクセルの再投影の動作５２を実行するときに、三次元標識４９から投影画像の標識を生成する。
【０１１７】
画像データＩ１〜Ｉ９は制御論理ユニットによって第三の処理ユニット４７に送られる。第三の処理ユニット４７は乳房の再構成された原画像を与える。
【０１１８】
一変形では、制御論理ユニットは、乳房の再構成された原画像の再構成されたスライスから投影画像の標識を得ることができる。この場合には、乳房の再構成された原画像のデータ集合は、総容積を形成する一定数のボクセルに関連付けられ、次いで、この容積を全体として処理して、平坦なスライス、彎曲したスライス及び他のスライスとすることができる。
【０１１９】
投影画像の標識を与えるために、総容積が投影される。この投影は、所与の方向のピクセル値に対する演算によって作成される。好ましい一例では、この投影は最大強度を有するピクセルのみを考慮し、一般に最大強度ピクセル（ＭＩＰ）として知られる。
【０１２０】
医師は、キーボード１６のキーによって又は疑わしい領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３又はＳ４標識の一つをクリックすることにより、疑わしい領域のトモシンセシスを自動的に起動して、上述の標識を包囲する上述の疑わしい領域の三次元画像の表示にアクセスする。
【０１２１】
このように、本発明は、画像処理手段を関連付けた標準的な投影画像及びトモシンセシス投影画像の取得の幾つかのシナリオに関するものであり、投影画像の標識の効率的な検査を可能にしている。本発明によって、標準的な投影画像、再投影画像、又は最大強度ピクセルの投影モードによって得られる投影画像において、放射線学的結果がさらに確実となる。
【０１２２】
本発明はまた、標識された又は強調されたセクタに対応する再構成された三次元データの部分集合を観察する手段を含んでいる。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の改良型手段を設けたＸ線装置、特にマンモグラフィ機械の模式図である。
【図２】本発明による右乳房用の一つの管経路に沿った様々な放出方向での一連の画像についての第一の取得モードの模式図である。
【図３】本発明による図２の第一の取得モードに関連付けられた放出方向に沿って取得される一連の画像のディジタル処理のための手法の模式図である。
【図４】本発明による右乳房用の管経路に沿った様々な放出方向での一連の画像についての第二の取得モードの模式図である。
【図５】本発明による図４の取得モードに関連付けられた放出方向に沿って取得される一連の画像のディジタル処理のための手法の模式図である。
【図６】本発明による右乳房用の管経路に沿った様々な放出方向での一連の画像を取得する第三の取得モードの模式図である。
【図７】本発明による図６の第三の取得モードに関連付けられた放出方向に沿って取得される一連の画像のディジタル処理のための手法の模式図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  Ｘ線装置
２  垂直支柱
３  Ｘ線放出管
４  検出器
５  焦点
６  Ｘ線ビーム
７  蝶番式アーム
８  乳房保持トレイ
９  圧迫板
１０  制御論理ユニット
１１  外部バス
１２  マイクロプロセッサ
１３  プログラム・メモリ
１４  データ・メモリ
１５  表示画面
１６  キーボード
１７  入出力インタフェイス
１８  内部バス
２０〜３０  ゾーン
３０  基準面
４０  標準頭尾方向画像データＩ０
４１  好ましい内外斜位方向画像データＩ５
４２  第一の処理ユニット
４３  計算機支援式検出システム
４４  標識
４５  ４枚の投影画像
４６  第二の処理ユニット
４７  第三の処理ユニット
４８  計算機支援式検出システム
４９  標識
５２  再投影の動作
Ａ１〜Ａ９  角度
Ｄ  放出方向
Ｄ１〜Ｄ９  放出方向
Ｉ０〜Ｉ９  Ｘ線画像データ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  疑わしい領域
６０  標準的な内外斜位方向画像データＩ０
【図１】
0004630880.tif 000002
【図２】
0004630880.tif 000003
【図３】
0004630880.tif 000004
【図４】
0004630880.tif 000005
【図５】
0004630880.tif 000006
【図６】
0004630880.tif 000007
【図７】
0004630880.tif 000008