(57)【要約】【課題】放射線及び超音波を併用して乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置及び医用撮像方法において、超音波診断画像に重畳する圧迫板の多重反射像を除去する。【解決手段】この医用撮像装置は、被検体を圧迫する第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有する圧迫板と、圧迫板の第２の面に沿って移動しながら超音波を送受信する超音波探触子と、超音波探触子から出力される受信信号に基づいて、圧迫板又は超音波探触子が複数の異なる位置にあるときの複数の超音波画像を表す画像データを生成する画像データ生成手段と、少なくとも１つの超音波画像を表す画像データに基づいて、圧迫板の多重反射像を抽出することにより多重反射像を表す画像データを生成する多重反射像抽出手段と、多重反射像を含む被検体の画像から多重反射像を差し引いた画像を表す画像データを生成するサブトラクション手段とを具備する。【選択図】図１
2009082450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を圧迫する第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有し、超音波透過性を有する圧迫板と、
前記圧迫板を、前記圧迫板の第１の面と略垂直な方向に移動させる圧迫板移動機構と、
前記圧迫板の第２の面に沿って移動しながら、駆動信号に従って超音波を送信し、超音波エコーを受信して受信信号を出力する超音波探触子と、
前記超音波探触子から出力される受信信号に基づいて、前記圧迫板又は前記超音波探触子が複数の異なる位置にあるときの複数の超音波画像を表す画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段によって生成される少なくとも１つの超音波画像を表す画像データに基づいて、前記圧迫板の第１の面及び／又は第２の面における超音波の反射によって生じる多重反射像を抽出することにより多重反射像を表す画像データを生成する多重反射像抽出手段と、
多重反射像を含む被検体の画像から多重反射像を差し引いた画像を表す画像データを生成するサブトラクション手段と、
を具備する医用撮像装置。
【請求項２】
前記多重反射像抽出手段が、
前記圧迫板の第１の面が空気層に接しているときの超音波画像を表す画像データを前記画像データ生成手段から取得する画像データ取得手段と、
被検体の音響インピーダンスと前記物質の音響インピーダンスとの差によって生じる反射率の相違に基づいて、前記画像データ取得手段によって取得された画像データに対して輝度補正処理を施すことにより、多重反射像を表す画像データを生成する輝度補正手段と、
を含む、請求項１記載の医用撮像装置。
【請求項３】
前記多重反射像抽出手段が、
前記圧迫板が被検体を圧迫した状態で前記圧迫板の位置を前記圧迫板の第１の面に略垂直な方向に変化させながら生成される複数の超音波画像を表す画像データを前記画像データ生成手段から取得する画像データ取得手段と、
前記圧迫板の位置の変化に伴って変動する被検体の超音波像と、前記圧迫板の位置の変化に影響されない多重反射像との差に基づいて、多重反射像を表す画像データを生成する演算手段と、
を含む、請求項１記載の医用撮像装置。
【請求項４】
前記超音波探触子を移動させる探触子移動機構をさらに具備する、請求項１記載の医用撮像装置。
【請求項５】
前記多重反射像抽出手段が、
前記圧迫板が被検体を圧迫した状態で前記超音波探触子の位置を前記圧迫板の第２の面に沿って移動させながら生成される複数の超音波画像を表す画像データを前記画像データ生成手段から取得する画像データ取得手段と、
前記超音波探触子の位置によって異なる被検体の超音波像と、前記超音波探触子の位置に影響されない多重反射像との差に基づいて、多重反射像を表す画像データを生成する演算手段と、
を含む、請求項４記載の医用撮像装置。
【請求項６】
前記演算手段が、前記画像データ取得手段によって取得された複数の超音波画像を表す画像データの値の相加平均を求めることにより、多重反射像を表す画像データを生成する、請求項３又は５記載の医用撮像装置。
【請求項７】
放射線を発生する放射線発生部と、
前記放射線発生部によって発生され被検体を通過した放射線を検出する放射線検出部と、
前記放射線発生部と前記放射線検出部との間に配置された撮影台と、
を有し、前記圧迫板が、放射線透過性を有し、前記撮影台との間で被検体を圧迫する、請求項１〜６のいずれか１項記載の医用撮像装置。
【請求項８】
被検体を圧迫する第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有する圧迫板の第２の面に沿って移動する超音波探触子から出力される受信信号に基づいて、前記圧迫板又は前記超音波探触子が複数の異なる位置にあるときの複数の超音波画像を表す画像データを生成するステップ（ａ）と、
ステップ（ａ）において生成される少なくとも１つの超音波画像を表す画像データに基づいて、前記圧迫板の第１の面及び／又は第２の面における超音波の反射によって生じる多重反射像を抽出することにより多重反射像を表す画像データを生成するステップ（ｂ）と、
多重反射像を含む被検体の画像から多重反射像を差し引いた画像を表す画像データを生成するステップ（ｃ）と、
を具備する医用撮像方法。
【請求項９】
ステップ（ａ）が、前記圧迫板の第１の面が空気層に接しているときの超音波画像を表す画像データを生成するステップ（ａ'）を含み、
ステップ（ｂ）が、被検体の音響インピーダンスと前記物質の音響インピーダンスとの差によって生じる反射率の相違に基づいて、ステップ（ａ'）において生成される画像データの輝度を補正することにより、多重反射像を表す画像データを生成するステップを含む、
請求項８記載の医用撮像方法。
【請求項１０】
ステップ（ａ）が、前記圧迫板が被検体を圧迫した状態で前記圧迫板の位置を前記圧迫板の第１の面に略垂直な方向に変化させながら複数の超音波画像を表す画像データを生成するステップを含み、
ステップ（ｂ）が、前記圧迫板の位置の変化に伴って変動する被検体の超音波像と、前記圧迫板の位置の変化に影響されない多重反射像との差に基づいて、多重反射像を表す画像データを生成するステップを含む、
請求項８記載の医用撮像方法。
【請求項１１】
ステップ（ａ）が、前記圧迫板が被検体を圧迫した状態で前記超音波探触子の位置を変化させながら複数の超音波画像を表す画像データを生成するステップを含み、
ステップ（ｂ）が、前記超音波探触子の位置によって異なる被検体の超音波像と、前記超音波探触子の位置に影響されない多重反射像との差に基づいて、多重反射像を表す画像データを生成するステップを含む、
請求項８記載の医用撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳癌等を診断するために、圧迫板によって乳房を圧迫しながら超音波を送受信して乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置及び医用撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波を送受信して被検体の撮像を行う医用撮像装置においては、通常、超音波探触子（プローブ）を用いて、複数の超音波を合波することにより形成される超音波ビームによって被検体を走査し、被検体内部において反射された超音波エコーを受信することにより、超音波エコーの強度に基づいて被検体の組織に関する画像情報が得られる。
【０００３】
超音波撮像によれば、超音波を利用して音響的に生体を計測するので、生体内の臓器の組織性状を非侵襲的に診断することができる。例えば、超音波撮像によって乳腺・乳房の組織性状診断を行うことにより、乳癌の早期発見が可能となる。即ち、撮像された乳腺・乳房の超音波画像において超音波エコーの強度パターンに特徴が生じるので、乳癌の症状の進行度を目視確認することができる。
【０００４】
さらに、乳癌を診断するために、超音波画像と放射線画像との両方に基づいて診断を行うことが検討されている。乳癌を診断するために行われる乳腺・乳房のＸ線撮影（Ｘ線マンモグラフィー）は、癌の初期症状の１つである石灰化を写し出すのに適しており、高解像度で高感度な検出が可能である。特に、閉経後の女性のように、乳腺組織が萎縮を始めて脂肪に置換された脂肪質（所謂、"ｆａｔ  ｂｒｅａｓｔ"）の場合には、Ｘ線マンモグラフィーによって得られる情報が多くなる。しかしながら、Ｘ線撮影は、組織の特異性（組織性状）の検出能力が低いという短所を有している。
【０００５】
また、Ｘ線画像において、乳腺は均一な軟部組織の濃度を呈するので、思春期〜閉経前の女性のように、乳腺が発達している乳腺質（所謂、"ｄｅｎｓｅ  ｂｒｅａｓｔ"）の場合には、腫瘤の検出が困難になる。さらに、Ｘ線マンモグラフィーにおいては、立体である被検体を平面に投影した２次元画像しか得ることができないので、仮に腫瘤が発見されても、その腫瘤の深さ方向の位置や大きさ等の情報を把握するのが困難である。
【０００６】
一方、超音波撮像は、組織の特異性（例えば、嚢腫と固形物との違い）を検出でき、小葉癌を検出することもできる。また、リアルタイムに画像を観察したり、３次元画像を生成することも可能である。しかしながら、超音波撮像検査の精度は、医師等のオペレータの技術に依存することが多く、再現性も低い。また、超音波画像においては、微小な石灰化を観察することが困難である。
【０００７】
このように、Ｘ線マンモグラフィー検査と超音波撮像検査とは互いに一長一短であるので、乳癌を確実に発見するためには、両方の検査を行うことが望ましい。Ｘ線マンモグラフィー検査は、圧迫板によって被検体（乳房）を圧迫した状態で行われるので、同じ状態における被検体のＸ線画像と超音波画像とに基づいて診断を行うためには、超音波撮像検査も、Ｘ線マンモグラフィーの検査が行われたときと同じ状態、即ち、圧迫板によって被検体（乳房）を圧迫した状態で行うことが必要である。さらに、放射線及び超音波を併用して乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置も検討されている。
【０００８】
乳房を圧迫しながら超音波撮像を行う医用撮像装置は、圧迫板によって被検体（乳房）を圧迫し、圧迫板の圧迫面（第１の面）に対して反対側の面（第２の面）に沿って超音波探触子を移動させて被検体を走査しながら、被検体について複数の超音波画像を取得する。その際に、超音波カップリング材としてエコーゼリー等を使用することにより、超音波探触子と圧迫板との間の音響的な接続（結合）が維持される。
【０００９】
しかしながら、圧迫板の材料としては樹脂を使用することが多く、樹脂製の圧迫板と被検体（乳房）とは、音響インピーダンスに差があるので、超音波探触子から送信された超音波は、圧迫板と被検体との界面（第１の面）で多く反射される。その反射波の一部は、圧迫板の第２の面を通過して超音波探触子に入射し、残りの反射波は、圧迫板の第２の面で反射して圧迫板の第１の面に向かう。これが繰り返されることにより、圧迫板の厚みに対応した多重反射像が形成される。この多重反射像は、被検体の画像と重なり、診断を困難なものとしている。
【００１０】
関連する技術として、特許文献１には、多重反射像を含んだ超音波受信信号を分配器で分岐し、一方の信号を多重反射の一周期分だけ遅延させ、反射信号の減衰分を調整して、他方の信号から減算することによって多重反射信号を除去する超音波検査方法が開示されている。
【００１１】
また、特許文献２には、Ｘ線マンモグラフィの圧迫板を介して超音波を伝達して乳房の画像を生成する装置において、圧迫板による超音波の反射や減衰を軽減するために適した圧迫板の材質や周波数の他に、ゲルパッドの使用や連結剤を塗布することが提案されている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、圧迫板による超音波の多重反射画像を画像処理で除去することは提案されていない。
【特許文献１】特開平６−３０８１０５号公報
【特許文献２】特許第３４６１５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、圧迫板によって乳房を圧迫しながら超音波を送受信して乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置及び医用撮像方法において、超音波診断画像に重畳される圧迫板の多重反射像を、画像処理を利用しながら除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る医用撮像装置は、被検体を圧迫する第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有し、超音波透過性を有する圧迫板と、圧迫板を、圧迫板の第１の面と略垂直な方向に移動させる圧迫板移動機構と、圧迫板の第２の面に沿って移動しながら、駆動信号に従って超音波を送信し、超音波エコーを受信して受信信号を出力する超音波探触子と、超音波探触子から出力される受信信号に基づいて、圧迫板又は超音波探触子が複数の異なる位置にあるときの複数の超音波画像を表す画像データを生成する画像データ生成手段と、画像データ生成手段によって生成される少なくとも１つの超音波画像を表す画像データに基づいて、圧迫板の第１の面及び／又は第２の面における超音波の反射によって生じる多重反射像を抽出することにより多重反射像を表す画像データを生成する多重反射像抽出手段と、多重反射像を含む被検体の画像から多重反射像を差し引いた画像を表す画像データを生成するサブトラクション手段とを具備する。
【００１５】
また、本発明の１つの観点に係る医用撮像方法は、被検体を圧迫する第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有する圧迫板の第２の面に沿って移動する超音波探触子から出力される受信信号に基づいて、圧迫板又は超音波探触子が複数の異なる位置にあるときの複数の超音波画像を表す画像データを生成するステップ（ａ）と、ステップ（ａ）において生成される少なくとも１つの超音波画像を表す画像データに基づいて、圧迫板の第１の面及び／又は第２の面における超音波の反射によって生じる多重反射像を抽出することにより多重反射像を表す画像データを生成するステップ（ｂ）と、多重反射像を含む被検体の画像から多重反射像を差し引いた画像を表す画像データを生成するステップ（ｃ）とを具備する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、予め超音波画像から圧迫板の多重反射像を抽出しておき、被検体の超音波画像から多重反射像を差し引くことにより多重反射像を除去するので、被検体の表層部においても良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る医用撮像装置の構成を示すブロック図である。本発明は、圧迫板によって乳房を圧迫しながら超音波を送受信して乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置全般に適用可能であるが、以下においては、乳房に放射線を照射し、乳房を透過する放射線を検出することによって放射線画像を生成する放射線マンモグラフィー装置の機能と、乳房に超音波を送信し、乳房の内部において反射した超音波エコーを受信することによって超音波画像を生成する超音波診断装置の機能とを併せ持った医用撮像装置について説明する。また、放射線としては、Ｘ線以外にも、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等が使用可能である。
【００１８】
図１に示すように、医用撮像装置は、Ｘ線管１０と、フィルタ１１と、Ｘ線管１０によって発生され被検体１を透過したＸ線を検出するＸ線検出部１２と、被検体１である乳房を押さえるための圧迫板１３と、圧迫板１３を移動させる圧迫板移動機構１４と、圧迫板１３に印加される圧力を検出する圧力センサ１５と、超音波の送受信を行う複数の超音波トランスデユーサを含む超音波探触子１６と、超音波探触子１６を移動させる探触子移動機構１７と、超音波探触子１６の位置を検出する位置センサ１８とを、撮像部において有している。
【００１９】
さらに、医用撮像装置は、圧迫板移動機構１４及び探触子移動機構１７等を制御する移動制御部２０と、Ｘ線撮像制御部３０と、超音波撮像制御部４０と、画像処理部６０と、表示部７１及び７２と、操作卓８０と、制御部９０と、格納部１００とを有している。
【００２０】
図２は、図１に示す医用撮像装置の撮像部の外観を示す側面図である。図２に示すように、医用撮像装置の撮像部は、アーム部２と、アーム部２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に保持する基台３と、アーム部２を基台３に連結する軸部４とを有している。アーム部２には、Ｘ線管１０と、フィルタ１１と、放射線検出部１２と、Ｘ線管１０と放射線検出部１２との間に配置された撮影台１９と、撮影台１９との間で被検体１を圧迫する圧迫板１３と、圧迫板１３を圧迫面と略垂直な上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる圧迫板移動機構１４と、超音波探触子１６と、超音波探触子１６を、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸方向に移動させる探触子移動機構１７とが設けられている。
【００２１】
Ｘ線管１０及びフィルタ１１は、放射線発生部を構成する。Ｘ線管１０は、管電圧が印加されることによってＸ線を発生する。フィルタ１１は、モリブデン（Ｍｏ）又はロジウム（Ｒｈ）等の材料によって作成され、Ｘ線管１０が発生するＸ線に含まれている複数の波長成分の内から所望の波長成分を選択的に透過する。Ｘ線検出部１２は、被検体１を通過したＸ線を２次元領域における複数の検出ポイントにおいて検出することによりＸ線画像を撮影するフラットパネル・ディテクタ（ＦＰＤ）である。Ｘ線管１０から放射され被検体１を透過したＸ線が各検出ポイントに照射されることにより、Ｘ線の強度に応じた大きさを有する検出信号がＸ線検出部１２から出力される。この検出信号は、ケーブルを介して、Ｘ線撮像制御部３０（図１）に入力される。
【００２２】
圧迫板１３は、撮影台１９に対して平行に設置されており、圧迫板移動機構１４が、圧迫板１３をＺ軸方向に移動させる。圧力センサ１５は、圧迫板１３に印加される圧力を検出し、その検出結果に基づいて、移動制御部２０（図１）が圧迫板移動機構１４を制御する。この圧迫板１３と撮影台１９とによって被検体（乳房）１を挟み込むことにより、乳房の厚さを均一にした状態でＸ線撮影が行われる。
【００２３】
ここで、圧迫板１３は、乳房を圧迫する際の位置合わせや圧迫状態の確認を行うために光学的に透明であることが必要であり、Ｘ線管１０から放射されるＸ線を透過させると共に、超音波探触子１６から送信される超音波を伝播し易い材料によって形成されていることが望ましい。圧迫板１３の材料としては、例えば、超音波の反射率に影響する音響インピーダンスと超音波の減衰に影響する減衰係数とにおいて適した値を有するアクリル、ポリメチルペンテン等の樹脂を用いることができる。
【００２４】
超音波探触子１６は、１次元状、又は、２次元状に配列された複数の超音波トランスデューサを備えている。各々の超音波トランスデューサは、印加される駆動信号に基づいて超音波を送信すると共に、超音波エコーを受信することにより受信信号を出力する。
【００２５】
各々の超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電気信号を送って電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮によって、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力され、ケーブルを介して、超音波撮像制御部４０（図１）に入力される。
【００２６】
超音波探触子１６は、圧迫板１３に密着させて移動させても良いし、圧迫板１３との間にエコーゼリー等の超音波伝達媒体を挿入することにより、圧迫板１３から離して移動させても良い。より好ましくは、圧迫板１３にエコーゼリー等の超音波伝達媒体を塗布し、超音波探触子１６を圧迫板１３に接触させながら移動させるのが良い。また、オペレータが超音波探触子１６を移動させても良いし、探触子移動機構１７が超音波探触子１６を移動させても良い。以下においては、後者の場合について説明する。
【００２７】
再び図１を参照すると、Ｘ線撮像制御部３０は、管電圧・管電流制御部３１と、高電圧発生部３２と、Ａ／Ｄ変換器３３と、放射線画像データ生成部３４とを含んでいる。Ｘ線管１０においては、陰極と陽極との間にかける管電圧によってＸ線の透過性が決定され、陰極と陽極との間に流れる管電流の時間積分値によってＸ線の発生量が決定される。管電圧・管電流制御部３１は、目標値に従って、管電圧や管電流等の撮影条件を調整する。管電圧及び管電流の目標値は、オペレータが、操作卓８０を用いてマニュアルで調整することができる。高電圧発生部３２は、管電圧・管電流制御部３１の制御の下で、Ｘ線管１０に印加される高電圧を発生する。Ａ／Ｄ変換器３３は、Ｘ線検出部１２から出力されるアナログの放射線検出信号をディジタル信号（放射線検出データ）に変換し、放射線画像データ生成部３４は、放射線検出データに基づいて放射線画像データを生成する。
【００２８】
超音波撮像制御部４０は、走査制御部４１と、送信回路４２と、受信回路４３と、Ａ／Ｄ変換器４４と、信号処理部４５と、Ｂモード画像データ生成部４６と、多重反射像抽出部４７と、サブトラクション部４８と、画像データ格納部４９とを含んでいる。
【００２９】
走査制御部４１は、移動制御部２０の制御の下で、送信回路４２から超音波探触子１６の各超音波トランスデューサに印加される駆動信号の周波数及び電圧を設定して、送信される超音波の周波数及び音圧を調節する。また、走査制御部４１は、超音波ビームの送信方向を順次設定し、設定された送信方向に応じて送信遅延パターンを選択する送信制御機能と、超音波エコーの受信方向を順次設定し、設定された受信方向に応じて受信遅延パターンを選択する受信制御機能とを有している。
【００３０】
ここで、送信遅延パターンとは、超音波探触子１６に含まれている複数の超音波トランスデューサから送信される超音波によって所望の方向に超音波ビームを形成するために複数の駆動信号に与えられる遅延時間のパターンであり、受信遅延パターンとは、複数の超音波トランスデューサによって受信される超音波によって所望の方向からの超音波エコーを抽出するために複数の受信信号に与えられる遅延時間のパターンである。複数の送信遅延パターン及び複数の受信遅延パターンは、メモリ等に格納されている。
【００３１】
送信回路４２は、複数の超音波トランスデューサにそれぞれ印加される複数の駆動信号を生成する。その際に、送信回路４２は、走査制御部４１によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するように複数の駆動信号の遅延量を調節して超音波探触子１６に供給しても良いし、複数の超音波トランスデューサから一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を超音波探触子１６に供給しても良い。
【００３２】
受信回路４３は、複数の超音波トランスデューサからそれぞれ出力される複数の超音波受信信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器４４は、受信回路４３によって増幅されたアナログの超音波受信信号をディジタルの超音波受信信号に変換する。信号処理部４５は、走査制御部４１によって選択された受信遅延パターンに基づいて、複数の超音波受信信号にそれぞれの遅延時間を与え、それらの超音波受信信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理によって、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線データが形成される。
【００３３】
さらに、信号処理部４５は、音線データに対して、ＳＴＣ（Sensitivity Time gain Control：センシティビティ・タイム・ゲイン・コントロール）によって、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正をした後、ローパスフィルタ等によって包絡線検波処理を施すことにより、包絡線データを生成する。
【００３４】
Ｂモード画像データ生成部４６は、包絡線データに対して、対数圧縮やゲイン調整等の処理を施して画像データを生成し、この画像データを、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データに変換（ラスター変換）することにより、Ｂモード画像データを生成する。
【００３５】
超音波探触子１６の位置は、超音波探触子１６に内蔵されている位置センサ１８によって検出される。移動制御部２０は、位置センサ１８の出力信号に基づいて超音波探触子１６の位置を把握し、探触子移動機構１７を制御する。探触子移動機構１７が超音波探触子１６を移動させながら、超音波探触子１６が超音波を送受信することにより、超音波撮像が行われる。
【００３６】
圧迫板１３において、被検体１を圧迫する圧迫面（図２における下面）を第１の面とし、圧迫面に対して反対側の面（図２における上面）を第２の面とする。超音波探触子１６から送信された超音波は、圧迫板１３と被検体１（又は空気層等）との界面（第１の面）で多く反射される。その反射波の一部は、圧迫板１３の第２の面を通過して超音波探触子１６に入射し、残りの反射波は、圧迫板１３の第２の面で反射して圧迫板１３の第１の面に向かう。これが繰り返されることにより、圧迫板１３の厚みに対応した多重反射像が形成される。
【００３７】
本実施形態においては、移動制御部２０が、探触子移動機構１７及び走査制御部４１を制御することにより、被検体１が圧迫板１３と撮影台１９との間に存在しない状態、被検体１が圧迫板１３と撮影台１９との間に存在するが圧迫されていない状態、及び／又は、被検体１が圧迫されている状態等の複数の状態において超音波撮像を行い、複数の超音波画像に基づいてサブトラクション処理を行うことにより、被検体１の超音波画像において多重反射像を除去する。
【００３８】
Ｂモード画像データ生成部４６は、複数の状態において超音波探触子１６から出力される受信信号に基づいて、複数の状態におけるＢモード画像を表すＢモード画像データを生成する。多重反射像抽出部４７は、少なくとも１つの超音波画像を表すＢモード画像データに基づいて、圧迫板１３の多重反射像を抽出することにより、多重反射像を表すＢモード画像データを生成して、メモリ又はハードディスク等によって構成される画像データ格納部４９に格納する。サブトラクション部４８は、多重反射像を含む被検体１のＢモード画像データと多重反射像のＢモード画像データとの差分を取るサブトラクション処理を行うことにより、多重反射像を含む被検体１の画像から多重反射像を差し引いた画像を表すＢモード画像データを生成する。
【００３９】
以下に、多重反射像抽出部の第１〜第３の実施例について説明する。第１の実施例においては、被検体１が圧迫板１３と撮影台１９との間に存在しない状態、又は、被検体１が圧迫板１３と撮影台１９との間に存在するが圧迫されていない状態において超音波撮像を行うことにより、図３に示す多重反射像抽出部４７ａが多重反射像を抽出する。このような状態においては、圧迫板１３の第１の面が、圧迫板１３の音響インピーダンスと大きく異なる音響インピーダンスを有する空気層に接しているので、超音波は、ほぼ１００％反射され、多重反射が起こり易くなる。
【００４０】
圧迫板１３の材料として樹脂を用いる場合には、圧迫板１３の音響インピーダンスが１．５ＭＲａｙｌ〜５ＭＲａｙｌ程度であり、空気の音響インピーダンスが０．０００４ＭＲａｙｌであるので、空気の音響インピーダンスは圧迫板１３の音響インピーダンスの０．０００２７倍以下となる。空気層以外にも、音響インピーダンスに差がある物質が圧迫板１３の第１の面に接するようにしても良い。
【００４１】
図３に示すように、第１の実施例に係る多重反射像抽出部４７ａは、被検体が圧迫板と撮影台との間に存在しない状態、又は、被検体が圧迫板と撮影台との間に存在するが圧迫されていない状態において超音波撮像を行うことにより得られる超音波画像を表すＢモード画像データをＢモード画像データ生成部４６から取得する第１の画像データ取得部５１と、被検体の音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとの差によって生じる反射率の相違に基づいて、第１の画像データ取得部５１によって取得されるＢモード画像データに対して輝度補正処理を施すことにより、多重反射像を表すＢモード画像データを生成する輝度補正演算部５２とを有する。輝度補正演算部５２によって生成された多重反射像を表すＢモード画像データは、画像データ格納部４９に格納される。
【００４２】
第２の実施例においては、圧迫板１３が被検体１を圧迫した状態で圧迫板１３の位置を変化させながら複数のＢモード画像データを取得した際に、図４に示す多重反射像抽出部４７ｂが、圧迫板１３の位置（圧迫状態）の変化に伴って変動する被検体組織の超音波像と、圧迫板１３の位置の変化に影響されない多重反射像との変動の差を利用して、複数の異なる画像から多重反射像を抽出する。
【００４３】
図４に示すように、第２の実施例に係る多重反射像抽出部４７ｂは、圧迫板が被検体を圧迫した状態で圧迫板の位置を変化させながら生成される複数の超音波画像を表すＢモード画像データをＢモード画像データ生成部４６から画像データ格納部４９を介して取得する第２の画像データ取得部５４と、圧迫状態の異なる複数の超音波画像を表すＢモード画像データの値の相加平均を求めることにより、圧迫板の位置の変化に伴って変動する被検体の超音波像と、圧迫板の位置の変化に影響されない多重反射像との差に基づいて、多重反射像を表すＢモード画像データを生成する相加平均演算部５５とを有する。
【００４４】
第３の実施例においては、圧迫板１３が第１の面で被検体１を圧迫した状態で、超音波探触子１６を圧迫板１３の第２の面に沿って移動させながら、異なる位置における複数の超音波画像を取得した際に、図５に示す多重反射像抽出部４７ｃが、超音波探触子１６の位置によって異なる被検体組織の超音波像と、超音波探触子１６の位置に影響されない多重反射像との相違を利用して、複数の異なる画像から多重反射像を抽出する。
【００４５】
図５に示すように、第３の実施例に係る多重反射像抽出部４７ｃは、圧迫板が被検体を圧迫した状態で超音波探触子の位置を変化させながら生成される複数の超音波画像を表すＢモード画像データをＢモード画像データ生成部４６から画像データ格納部４９を介して取得する第３の画像データ取得部５７と、異なる位置で撮像された複数の超音波画像を表すＢモード画像データの値の相加平均を求めることにより、超音波探触子の位置によって異なる被検体の超音波像と、超音波探触子の位置に影響されない多重反射像との差に基づいて、多重反射像を表すＢモード画像データを生成する相加平均演算部５８とを有する。
【００４６】
再び図１を参照すると、画像処理部６０は、Ｘ線撮像制御部３０から出力される放射線画像データ、及び、超音波撮像制御部４０から出力される超音波画像データに対し、階調処理等の必要な画像処理を施して表示用の画像データを生成する。それにより、放射線画像及び超音波画像が、表示部７１及び７２にそれぞれ表示される。
【００４７】
操作卓８０は、オペレータが医用撮像装置を操作するために用いられる。制御部９０は、オペレータの操作に基づいて各部を制御する。以上において、移動制御部２０、放射線画像データ生成部３４、走査制御部４１、信号処理部４５〜サブトラクション部４８、画像処理部６０、及び、制御部９０は、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成されるが、これらをディジタル回路又はアナログ回路で構成しても良い。このソフトウェア（プログラム）は、ハードディスク又はメモリ等によって構成された格納部１００に格納されている。また、格納部１００に、走査制御部４１によって選択される送信遅延パターン及び受信遅延パターンを格納するようにしても良い。
【００４８】
次に、図１〜図３、図６、図７を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る医用撮像方法について説明する。第１の実施形態に係る医用撮像方法においては、第１の実施例に係る多重反射像抽出部が用いられる。
【００４９】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る医用撮像方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において、移動制御部２０が、圧迫板移動機構１４を制御して、被検体（乳房）を圧迫しない位置に圧迫板１３を置く。図７（ａ）に示されるように、圧迫板１３で被検体を圧迫することなく、超音波画像が取得される。圧迫板１３で被検体を圧迫しない状態においては、圧迫板１３の第１の面１３１が空気層と接しているので、超音波探触子１６から送信される超音波は、圧迫板１３の第１の面１３１においてほぼ１００％反射する。ステップＳ１２において、Ｂモード画像データ生成部４６が、非圧迫状態における超音波画像を表すＢモード画像データを生成する。ステップＳ１３において、多重反射像抽出部４７ａの第１の画像データ取得部５１が、生成されたＢモード画像データを取得して、画像データ格納部４９に格納する。
【００５０】
ステップＳ１４において、図７（ｂ）に示されるように、圧迫板１３で被検体（乳房）１を圧迫して、被検体１の超音波撮像が行われる。ステップＳ１５において、Ｂモード画像データ生成部４６が、圧迫状態における被検体１のＢモード画像データを生成する。ただし、この被検体１のＢモード画像には、圧迫板１３の多重反射像が重畳されているので、被検体１の診断において支障となってしまう。
【００５１】
ステップＳ１６において、多重反射画像抽出部４７ａの第１の画像データ取得部５１が、非圧迫状態における超音波画像を表すＢモード画像データを画像データ格納部４９から読み出し、多重反射画像抽出部４７ａの輝度補正演算部５２が、空気の音響インピーダンスと被検体１の音響インピーダンスとの差を考慮に入れて、非圧迫状態における超音波画像の輝度を補正することにより、多重反射像のＢモード画像データを生成する。
【００５２】
ステップＳ１７において、サブトラクション部４８が、ステップＳ１５において生成された圧迫状態における被検体１のＢモード画像データと、ステップＳ１６において生成された多重反射像のＢモード画像データとの差分を取ることにより、多重反射像が除去された被検体１のＢモード画像データを生成する。図７（ｃ）に示されるように、圧迫板で被検体（乳房）１を圧迫して取得された超音波画像から多重反射像を差し引くことにより、多重反射像が除去される。ステップＳ１８において、多重反射像が除去された被検体１のＢモード画像が、表示部７２に表示される。
【００５３】
次に、図１、図２、図４、図８、図９を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る医用撮像方法について説明する。第２の実施形態に係る医用撮像方法においては、第２の実施例に係る多重反射像抽出部が用いられる。
【００５４】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る医用撮像方法を示すフローチャートである。
ステップＳ２１において、移動制御部２０が圧迫板移動機構１４を制御して圧迫板１３を移動させることにより、圧迫板１３が被検体１を圧迫する。ステップＳ２２において、ステップＳ２１において定められた圧迫状態において超音波撮像が行われる。ステップＳ２３において、Ｂモード画像データ生成部４６が、被検体１のＢモード画像データを生成し、多重反射像抽出部４７ｂの第２の画像データ取得部５４が、生成されたＢモード画像データを取得して画像データ格納部４９に格納する。
【００５５】
ステップＳ２４において、移動制御部２０が、所定回数の超音波撮像が行われたか否かを判定する。所定回数の超音波撮像が行われていない場合には処理がステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１〜Ｓ２４が繰り返される。処理がステップＳ２１に戻ると、移動制御部２０が、圧迫板移動機構１４を制御して、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示されるように被検体１への圧迫を強める位置に圧迫板１３を移動させ、又は、被検体１への圧迫を弱める位置に圧迫板１３を移動させて、超音波画像が取得される。このとき、超音波探触子１６は、圧迫板１３に対して音響的な接続（結合）を維持しながら移動する。このように、圧迫板１３の位置を変えて、超音波画像を取得する動作が所定回数だけ繰り返される。それらの超音波画像には、圧迫板１３による多重反射像も含まれている。
【００５６】
所定回数の超音波撮像が行われると、ステップＳ２５において、多重反射像抽出部４７ｂの第２の画像データ取得部５４が、圧迫板１３の位置を変えて撮像した複数の超音波画像を表すＢモード画像データを画像データ格納部４９から取り込む。被検体１の圧迫状態を変化させると、超音波画像上で被検体１の組織像も変動するが、超音波探触子１６と圧迫板１３は音響的な接続（結合）を維持しながら移動するので、多重反射像は変化しない。この２種類の像の相違を利用して、多重反射像抽出部４７ｂの相加平均演算部５５は、複数の超音波画像を表すＢモード画像データの値の相加平均を求めることにより、多重反射像を抽出して、多重反射像を表すＢモード画像データを生成する。
【００５７】
ステップＳ２６において、サブトラクション部４８が、被検体１の超音波画像を表すＢモード画像データの値と、多重反射像を表すＢモード画像データの値との差分を取ることにより、多重反射像が除去された被検体１の超音波画像を表すＢモード画像データを生成する。ステップＳ２７において、多重反射像が除去された被検体の画像が表示部７２に表示される。
【００５８】
次に、図１、図２、図５、図１０、図１１を参照しながら、本発明の第３の実施形態に係る医用撮像方法について説明する。第３の実施形態に係る医用撮像方法においては、第３の実施例に係る多重反射像抽出部が用いられる。
【００５９】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る医用撮像方法を示すフローチャートである。
ステップＳ３１において、圧迫板１３が被検体１を圧迫した状態で、移動制御部２０が探触子移動機構１７を制御して超音波探触子１６を圧迫板１３に沿って移動させることにより、超音波探触子１６が撮像位置を変える。ステップＳ３２において、ステップＳ２１において定められた撮像位置において超音波撮像が行われる。ステップＳ３３において、Ｂモード画像データ生成部４６が、被検体１のＢモード画像データを生成し、多重反射像抽出部４７ｃの第３の画像データ取得部５７が、生成されたＢモード画像データを取得して画像データ格納部４９に格納する。
【００６０】
ステップＳ３４において、移動制御部２０が、所定回数の超音波撮像が行われたか否かを判定する。所定回数の超音波撮像が行われていない場合には処理がステップＳ３１に戻り、ステップＳ３１〜Ｓ３４が繰り返される。処理がステップＳ２１に戻ると、移動制御部２０が、探触子移動機構１７を制御して、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示されるように超音波探触子１６の撮像位置を変化させて、超音波画像が取得される。このとき、超音波探触子１６は、圧迫板１３に対して音響的な接続（結合）を維持しながら移動する。このように、超音波探触子１６の撮像位置を変えて、超音波画像を取得する動作が所定回数だけ繰り返される。それらの超音波画像には、圧迫板１３による多重反射像も含まれている。
【００６１】
所定回数の超音波撮像が行われると、ステップＳ３５において、多重反射像抽出部４７ｃの第３の画像データ取得部５７が、超音波探触子１６の位置を変えて撮像した複数の超音波画像を表すＢモード画像データを画像データ格納部４９から取り込む。超音波探触子１６の位置を変化させると、超音波画像上で被検体１の組織像も変化するが、圧迫板１３の厚みが一様で、かつ超音波探触子１６と圧迫板１３は音響的な接続（結合）状態を維持しながら移動するので、多重反射像は変化しない。この２種類の像の相違を利用して、多重反射像抽出部４７ｃの相加平均演算部５８は、複数の超音波画像を表すＢモード画像データの値の相加平均を求めることにより、多重反射像を抽出して、多重反射像を表すＢモード画像データを生成する。
【００６２】
ステップＳ３６において、サブトラクション部４８が、被検体１の超音波画像を表すＢモード画像データの値と、多重反射像を表すＢモード画像データの値との差分を取ることにより、多重反射像が除去された被検体１の超音波画像を表すＢモード画像データを生成する。ステップＳ３７において、多重反射像が除去された被検体の画像が表示部７２に表示される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、乳癌等を診断するために、圧迫板によって乳房を圧迫しながら超音波を送受信して乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置及び医用撮像方法において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る医用撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す医用撮像装置の撮像部の外観を示す側面図である。
【図３】図１に示す医用撮像装置における多重反射像抽出部の第１の実施例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す医用撮像装置における多重反射像抽出部の第２の実施例を示すブロック図である。
【図５】図１に示す医用撮像装置における多重反射像抽出部の第３の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る医用撮像方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る医用撮像方法を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る医用撮像方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る医用撮像方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る医用撮像方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る医用撮像方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  被検体
２  アーム部
３  基台
４  軸部
１０  Ｘ線管
１１  フィルタ
１２  放射線検出部
１３  圧迫板
１３１  圧迫板の第１の面
１３２  圧迫板の第２の面
１３３  エコーゼリー
１４  圧迫板移動機構
１５  圧力センサ
１６  超音波探触子
１７  探触子移動機構
１８  位置センサ
１９  撮影台
２０  移動制御部
２１  位置調節部
２２  方向調節部
３０  Ｘ線撮像制御部
３１  管電圧・管電流制御部
３２  高電圧発生部
３３  Ａ／Ｄ変換器
３４  放射線画像データ生成部
４０  超音波撮像制御部
４１  走査制御部
４２  送信回路
４３  受信回路
４４  Ａ／Ｄ変換器
４５  信号処理部
４６  Ｂモード画像データ生成部
４７  多重反射像抽出部
４８  サブトラクション部
４９  画像データ格納部
５１  第１の画像データ取得部
５２  輝度補正演算部
５４  第２の画像データ取得部
５５  相加平均演算部
５７  第３の画像データ取得部
５８  相加平均演算部
６０  画像処理部
７１、７２  表示部
８０  操作卓
９０  制御部
１００  格納部
【図１】
2009082450.tif 000003
【図２】
2009082450.tif 000004
【図３】
2009082450.tif 000005
【図４】
2009082450.tif 000006
【図５】
2009082450.tif 000007
【図６】
2009082450.tif 000008
【図８】
2009082450.tif 000009
【図９】
2009082450.tif 000010
【図１０】
2009082450.tif 000011
【図１１】
2009082450.tif 000012
【図７】
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