JP5528518B2 - 放射線画像生成装置および方法 - Google Patents

Description

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、その複数の断層画像に基づいてＭｉｎＩＰ画像やＭＩＰ画像を生成する放射線画像生成装置および方法に関するものである。

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）。

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。

特開２００８−２５３５５５号公報 特開平０６−１８９９５２号公報

ここで、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が、トモシンセシス撮影では、患者の被曝量の低減のため、１枚の放射線画像を撮影する際に用いられる放射線の線量を下げており、これにより濃度コントラストで観察される腫瘤が見難くなるという問題がある。また、乳房を圧迫して撮影しているために、奥行き方向の分解能が得られ難く、そのままの断層画像を用いてボリュームレンダリング表示しただけでは必ずしも診断確度は上がらず３次元画像として表示する際には工夫が必要である。

より具体的には、マンモグラフィにトモシンセシス撮影を用いた場合、医者が観察すべき対象は主に、小さな孤立点からなる石灰化領域と、乳腺の巻き込みを形成する腫瘍領域とがあるが、腫瘤領域の立体構造を把握しやすくするため、断層画像の厚さを大きくし、これにより濃度コントラストを高くして表示することが考えられるが、その場合、上述した孤立点からなる石灰化領域は、立体的な広がりをもって多数存在するので、断層画像の厚さを大きくすると消えてしまったり、見難くなる可能性が高い。

なお、特許文献２には、ＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像を足し合わせて表示することが開示されているが、上述したような石灰化領域や腫瘤領域との両方を明瞭に表示するための方法については何の開示もされていない。

本発明は、上記の事情に鑑み、上述したような石灰化領域と腫瘤領域との両方の奥行き分解能を上げて表示することができ、診断確度を向上させることができる放射線画像生成装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の放射線画像生成装置は、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、第１のスライス厚を有する複数の第１の断層画像を生成し、かつ複数の放射線画像に基づいて、第１のスライス厚よりも大きい第２のスライス厚を有する複数の第２の断層画像を生成する断層画像生成部と、複数の第１の断層画像に対してＭｉｎＩＰ処理を施してＭｉｎＩＰ画像を生成するＭｉｎＩＰ処理部と、複数の第２の断層画像に対してＭＩＰ処理を施してＭＩＰ画像を生成するＭＩＰ処理部と、ＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを用いて合成処理を行って合成画像を生成する合成画像生成部とを備えたことを特徴とする。

また、上記本発明の放射線画像生成装置においては、ＭｉｎＩＰ画像に対して、高周波成分を抽出する処理を施す高周波抽出処理部を設け、合成画像生成部を、高周波抽出処理後のＭｉｎＩＰ画像を用いて合成画像を生成するものとできる。

また、ＭＩＰ画像に対して、高周波成分を抑制する高周波抑制処理を施す高周波抑制処理部を設け、合成画像生成部を、高周波抑制処理後のＭＩＰ画像を用いて合成画像を生成するものとできる。

また、断層画像生成部を、第１および第２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、放射線を照射する放射線源の種類、被写体の厚み、および被写体の患者情報の少なくとも１つに基づいて、第１のスライス厚または第２のスライス厚を設定するものとできる。

また、合成画像を表示させる表示制御部を設けることができる。

また、表示制御部を、合成画像におけるＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを異なる色で表示させるものとできる。

また、表示制御部を、放射線画像、第１の断層画像または第２の断層画像と、合成画像とを並べて表示させるものとできる。

また、複数の放射線画像に基づいて生成された複数の断層画像を用いてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像生成部を設け、表示制御部を、ボリュームレンダリング画像と合成画像とを並べて表示するものとできる。

また、複数の放射線画像に基づいて生成された複数の断層画像を用いてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像生成部と、放射線画像、第１の断層画像、第２の断層画像およびボリュームレンダリング画像の中から表示対象の画像の選択を受け付ける画像選択受付部とを設け、表示制御部を、画像選択受付部によって受け付けられた表示対象の画像を表示させるものとできる。

また、高周波成分を抽出する処理としてハイパスフィルタ処理を用いることができる。

また、高周波成分を抑制する高周波抑制処理としてローパスフィルタ処理を用いることができる。

本発明の放射線画像生成方法は、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、第１のスライス厚を有する複数の第１の断層画像を生成し、かつ複数の放射線画像に基づいて、第１のスライス厚よりも大きい第２のスライス厚を有する複数の第２の断層画像を生成し、複数の第１の断層画像に対してＭｉｎＩＰ処理を施してＭｉｎＩＰ画像を生成し、複数の第２の断層画像に対してＭＩＰ処理を施してＭＩＰ画像を生成し、ＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを用いて合成処理を行って合成画像を生成することを特徴とする。

本発明の放射線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、第１のスライス厚を有する複数の第１の断層画像を生成し、かつ複数の放射線画像に基づいて、第１のスライス厚よりも大きい第２のスライス厚を有する複数の第２の断層画像を生成し、複数の第１の断層画像に対してＭｉｎＩＰ処理を施してＭｉｎＩＰ画像を生成し、複数の第２の断層画像に対してＭＩＰ処理を施してＭＩＰ画像を生成し、ＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを用いて合成処理を行って合成画像を生成するようにしたので、相対的に小さいスライス厚の断層画像に基づくＭｉｎＩＰ画像によって石灰化領域を明瞭にすることができるとともに、相対的に大きいスライス厚の断層画像に基づくＭＩＰ画像によって濃度コントラストを大きくして腫瘤領域の立体構造を明確にすることができるので、石灰化領域と腫瘤領域との両方の奥行き分解能を上げて表示することができ、診断確度を向上させることができる。

また、上記本発明の放射線画像生成装置において、ＭｉｎＩＰ画像に対して高周波成分を抽出する処理を施すことによって石灰化領域をより明瞭にすることができ、また、ＭＩＰ画像に対して高周波成分を抑制する高周波抑制処理を施すことによって腫瘤領域の立体的構造をより明確にすることができる。

また、第１および第２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、放射線を照射する放射線源の種類、被写体の厚み、および被写体の患者情報の少なくとも１つに基づいて、第１のスライス厚または第２のスライス厚を設定するようにした場合には、石灰化領域や腫瘤領域の大きさや形状だけでなく、その他の種々の条件も考慮したスライス厚を設定することができるので、より画像診断に適した第１および第２の断層画像を生成することができる。

また、合成画像におけるＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを異なる色で表示させるようにした場合には、石灰化領域と腫瘤領域とをより明確に区別することができる。

また、放射線画像、第１および第２の断層画像、合成画像、およびボリュームレンダリング画像から任意に表示対象の画像を選択して並べて表示させるようにした場合には、所望の画像を適宜並べて表示して比較することができるので、より画像診断の向上および効率化を図ることができる。

本発明の放射線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 放射線源の特性を示す図 本発明の放射線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作用を説明するためのフローチャート 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 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 第１または第２の断層画像と合成画像とを並べて表示する一例を示す図 本発明の放射線画像生成装置のその他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 ボリュームレンダリング画像と合成画像とを並べて表示する一例を示す図 第１または第２の断層画像とボリュームレンダリング画像とを並べて表示する一例を示す図 合成画像とともに、合成画像を生成する際に用いられる前処理条件を表示する一例を示す図 合成画像をシネ表示する場合における各合成画像を構成するＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像の組み合わせを示す図

以下、図面を参照して本発明の放射線画像生成装置および方法の一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。

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ＭＩＰ画像やＭｉｎＩＰ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画像を表示するモニタ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１７としては、たとえばＭｏをターゲットおよびフィルタの素材として用いたものや、Ｒｈをターゲットおよびフィルタの素材として用いたものを使用することができる。また、これらを交換可能な構成としてもよい。

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。

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。

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等のストレージデバイスを備えており、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。

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。

放射線画像記憶部４１は、互いに異なる撮影方向からの乳房Ｍ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、この放射線画像記憶部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。

画像処理部４２は、断層画像生成部５０と、ＭｉｎＩＰ処理部５１と、ＭＩＰ処理部５２と、フィルタ処理部５３と、合成画像生成部５４とを備えている。

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第１のスライス厚を有する複数の第１の断層画像を生成し、かつ上記複数の放射線画像を用いて第１のスライス厚よりも大きい第２のスライス厚を有する複数の第２の断層画像を生成するものである。

ここで、本実施形態においては、上述した第１の断層画像の第１のスライス厚および第２の断層画像の第２のスライス厚は、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（放射線源１７の振り角）、放射線源１７の種類、圧迫後の乳房Ｍの厚み、および患者情報に基づいて設定されるものである。以下、これらの条件に基づいてスライス厚を設定する理由について説明する。

まず、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（放射線源１７の振り角）に応じてスライス厚を決定する理由は、この撮影方向の範囲が大きくなるほど乳房内における石灰化と腫瘤とが重なることなく放射線画像に投影させることができるので、スライス厚を小さく設定してもこれらを明確に観察することができる。また、撮影方向の範囲が大きくなるほど放射線画像における鮮鋭度や分解能は低下することになるので、そのような意味でも撮影方向の範囲が大きくなるほどスライス厚は小さく設定することが望ましい。

よって、本実施形態においては、撮影方向の範囲が大きくなるほど第１および第２のスライス厚を小さくするようにしている。

なお、撮影方向の範囲が大きくなるほど放射線画像における鮮鋭度や分解能は低下する理由は、撮影方向の範囲が大きくなるほど、すなわち放射線画像検出器１５に垂直な方向から撮影方向が傾くほど乳房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。

次に、放射線源１７の種類に応じてスライス厚を設定する理由について説明する。放射線源１７の種類としては、マンモグラフィにおいては、たとえばＭｏをターゲットおよびフィルタの素材として用いたもの（以下、Ｍｏ／Ｍｏ放射線源という）と、Ｒｈをターゲットおよびフィルタの素材として用いたもの（以下、Ｒｈ／Ｒｈ放射線源という）とが使用される。

ここで、図４に示すように、Ｍｏ／Ｍｏ放射線源は、１７ＫｅＶと２０ＫｅＶとに特性Ｘ線を有し、２０ＫｅＶにＫ吸収端を有するものであり、Ｒｈ／Ｒｈ放射線源は、２０ＫｅＶと２３ＫｅＶとに特性Ｘ線を有し、２３ＫｅＶにＫ吸収端を有するものである。

これに対し、一般的に２０ＫｅＶを超えるＸ線エネルギーは画像形成に使われるというよりは画質低下（コントラストの低下）の要因となると言われている。

すなわち、たとえば乳房Ｍの厚さが同じ条件である場合には、Ｒｈ／Ｒｈ放射線源を用いた場合の方がＭｏ／Ｍｏ放射線源を用いた場合よりもコントラストが低下することになる。

そして、腫瘤は濃度コントラストによって観察されるので画像のコントラストが低いと腫瘤を観察し難いことになる。

そこで、後述するように主に腫瘤を観察するためのＭＩＰ画像を構成する第２の断層画像の第２のスライス厚については、Ｒｈ／Ｒｈ放射線源を用いた場合の方がＭｏ／Ｍｏ放射線源を用いた場合よりもスライス厚が大きくなるように設定される。これによりＲｈ／Ｒｈ放射線源を用いた場合でも十分な画像のコントラストを得ることができる。

次に、圧迫後の乳房Ｍの厚みに応じてスライス厚を決定する理由について説明する。圧迫後の乳房Ｍの厚みが大きくなるほど乳房ＭでのＸ線吸収が増大することになり、また、深さ方向についてのＸ線の吸収差の影響も大きくなるのでスライス厚を大きくし過ぎると診断確度が低下することになる。

よって、本実施形態においては圧迫後の乳房Ｍの厚みが大きくなるほど第１および第２のスライス厚が小さくなるように設定する。

次に、患者情報に基づいてスライス厚を決定する理由について説明する。患者情報の１つとして乳腺症の有無がある。そして、たとえば患者が乳腺症である場合には、腫瘤と乳腺のＸ線吸収係数はほとんど同じであるので、腫瘤をいかに抽出できるかが重要となる。したがって、患者が乳腺症である場合には、腫瘤を観察するためのＭＩＰ画像を構成する第２の断層画像の第２のスライス厚については、患者が乳腺症でない場合よりもスライス厚が大きくなるように設定する。なお、石灰化を観察するためのＭｉｎＩＰ画像を構成する第１の断層画像の第１のスライス厚については、乳腺症の有無に応じて変化させなくても良いが、ドット状の石灰化を観察し易くするために、患者が乳腺症である場合には、乳腺症でない場合よりもスライス厚を小さくすることが望ましい。

また、患者情報の１つのとして患者の年齢の情報がある。患者の年齢が若い場合には、一般的に乳腺が発達している。したがって、上述した乳腺症の場合と同様に、腫瘤を観察するためのＭＩＰ画像を構成する第２の断層画像の第２のスライス厚については、スライス厚が大きくなるように設定する。一方、患者が高齢者である場合には乳腺の発達が少ない。したがって、上述した第２のスライス厚については、患者の年齢が若いときよりもスライス厚が小さくなるように設定する。なお、第２のスライス厚を小さくした場合、その分だけ第２の断層画像の枚数が多くなり、その読影時間に長時間を要することになる。したがって、たとえば高齢者の患者であっても、患者情報に含まれる過去の診断結果履歴から、今までに再検査等の問題がなかった場合には、第２のスライス厚は典型的なスライス厚から変化させないようにしてもよい。

上述したような理由から、断層画像生成部５０は、撮影方向の範囲（放射線源１７の振り角）、放射線源１７の種類、圧迫後の乳房Ｍの厚み、および患者情報に基づいて第１のスライス厚および第２のスライス厚を設定する。断層画像生成部５０には、上述した種々の条件に対応する第１および第２のスライス厚がテーブルとして予め設定されており、断層画像生成部５０は、入力された種々の条件に基づいて第１および第２のスライス厚を設定する。なお、撮影方向の範囲、放射線源１７の種類、患者情報については、たとえば入力部４を用いてユーザによって入力されるものである。また、圧迫後の乳房Ｍの厚みについては、圧迫板コントローラ３４において圧迫板１８の位置情報に基づいて算出されるものであり、その算出された乳房Ｍの厚みが断層画像生成部５０に入力される。

次に、上述した種々の条件に基づいて設定される第１および第２のスライス厚の例について説明する。

まず、石灰化は相対的に小さく５ｍｍ程度であり、腫瘤は相対的に大きく１０ｍｍ程度であるという形状の条件に基づいて、典型的な第１のスライス厚を５ｍｍ、典型的な第２のスライス厚１０ｍｍとし、この厚さを上述した種々の条件に基づいて変化させることによってその条件に応じた第１および第２のスライス厚が設定される。

具体的には、たとえば、撮影方向の範囲が１０°（±５°）、放射線源１７の種類がＭｏ／Ｍｏ放射線源、乳房Ｍの厚みが４０ｍｍの場合の第１および第２のスライス厚を典型的なスライス厚とし、第１のスライス厚は５ｍｍ、第２のスライス厚は１０ｍｍに設定される。

これに対し、撮影方向の範囲が２０°（±１０°）に変化し、放射線源１７の種類と乳房Ｍの厚さが同じである場合には、第１および第２のスライス厚は典型的な第１および第２のスライス厚よりも小さく設定され、たとえば第１のスライス厚は４ｍｍ、第２のスライス厚は８ｍｍに設定される。なお、撮影方向の範囲が２０°（±１０°）である場合、上述したように第２のスライス厚を８ｍｍとすると画像劣化することも考えられるので、たとえば第２のスライス厚を６ｍｍとし、後述するＭＩＰ処理における閾値Ｔｈｍａｘの値を典型的な条件における値よりも小さくするようにしてもよい。

また、上述した典型的な第１および第２のスライス厚の場合の条件に対して、乳房Ｍの厚みが８０ｍｍに変化し、放射線源１７の種類と撮影方向の範囲が同じである場合には、第１および第２のスライス厚は典型的な第１および第２のスライス厚よりも小さく設定され、たとえば第１のスライス厚は３ｍｍ、第２のスライス厚は６ｍｍに設定される。

また、上述した典型的な第１および第２のスライス厚の場合の条件に対して、放射線源１７の種類がＲｈ／Ｒｈ放射線源に変化し、撮影方向の範囲と乳房Ｍの厚みが同じである場合には、第２のスライス厚のみが典型的な第２のスライス厚よりも大きく設定され、たとえば第１のスライス厚は５ｍｍ、第２のスライス厚は１２ｍｍに設定される。

また、上述した典型的な第１および第２のスライス厚の場合の条件に対して、患者情報として乳腺症の情報が追加され、放射線源１７の種類、撮影方向の範囲および乳房Ｍの厚みは同じである場合には、第２のスライス厚のみが典型的な第２のスライス厚よりも大きく設定され、たとえば第１のスライス厚は５ｍｍ、第２のスライス厚は１２ｍｍに設定される。ただし、上述したようにドット状の石灰化の抽出という観点からは、第１のスライス厚は４ｍｍとすることが望ましい。

また、上述した典型的な第１および第２のスライス厚の場合の条件に対して、患者情報として患者の年齢が２０才台であることが追加され、放射線源１７の種類、撮影方向の範囲および乳房Ｍの厚みは同じである場合には、第２のスライス厚のみが典型的な第２のスライス厚よりも大きく設定され、たとえば第１のスライス厚は５ｍｍ、第２のスライス厚は１２ｍｍに設定される。

また、上述した典型的な第１および第２のスライス厚の場合の条件に対して、患者情報として患者の年齢が７０才台であることが追加され、放射線源１７の種類、撮影方向の範囲および乳房Ｍの厚みは同じである場合には、第２のスライス厚のみが典型的な第２のスライス厚よりも小さく設定され、第１のスライス厚は５ｍｍ、第２のスライス厚は８ｍｍに設定される。

以上が、断層画像生成部５０において生成される第１および第２の断層画像の第１および第２のスライス厚に関する説明である。

次に、ＭｉｎＩＰ処理部５１は、断層画像生成部５０において生成された複数の第１の断層画像に対してＭｉｎＩＰ（Minimum Intensity Projection）処理を施してＭｉｎＩＰ画像を生成するものである。ＭｉｎＩＰ処理とは、視線上の最小信号値をその視線の信号値とする処理である。ＭｉｎＩＰ処理部５１において生成されるＭｉｎＩＰ画像は、主に乳房の石灰化を観察するのに適した画像となる。

ＭｉｎＩＰ処理部５１には、第１の断層画像の第１のスライス厚に基づく閾値Ｔｈｍｉｎが設定されている。そして、ＭｉｎＩＰ処理部５１は、ＭｉｎＩＰ処理を行う際、上記閾値Ｔｈｍｉｎ以下の信号については表示対象外とし、閾値Ｔｈｍｉｎよりも大きい信号を表示対象の信号としてその中の最小信号値を取得するものである。なお、閾値Ｔｈｍｉｎは、第１のスライス厚が厚いほど大きな値に設定される。また、ＭｉｎＩＰ処理については既に公知な手法であるのでその詳細な説明は省略する。

ＭＩＰ処理部５２は、断層画像生成部５０において生成された複数の第２の断層画像に対してＭＩＰ（Maximum Intensity Projection）処理を施してＭＩＰ画像を生成するものである。ＭＩＰ処理とは、視線上の最大信号値をその視線の信号値とする処理である。ＭＩＰ処理部５２において生成されるＭＩＰ画像は、主に乳房の腫瘤を観察するのに適した画像となる。

ＭＩＰ処理部５２には、第２の断層画像の第２のスライス厚に基づく閾値Ｔｈｍａｘが設定されている。そして、ＭＩＰ処理部５２は、ＭＩＰ処理を行う際、上記閾値Ｔｈｍａｘよりも大きい信号については表示対象外とし、閾値Ｔｈｍａｘ以下の信号を表示対象の信号としてその中の最大信号値を取得するものである。なお、閾値Ｔｈｍａｘも、第２のスライス厚が厚いほど大きな値に設定される。また、ＭＩＰ処理についても既に公知な手法であるのでその詳細な説明は省略する。

フィルタ処理部５３は、ＭｉｎＩＰ処理部５１において生成されたＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ処理部５２において生成されたＭＩＰ画像とに対して、それぞれ異なるフィルタ処理を施すものである。なお、本実施形態においては、このフィルタ処理部５３が請求項における高周波抽出処理部および高周波抑制処理部に相当するものである。

本実施形態におけるフィルタ処理部５３は、具体的には、ＭｉｎＩＰ画像に対しては高周波成分を抽出する処理を施すものである。このようなフィルタ処理としては、たとえばハイパスフィルタ処理があるが、その他の公知なフィルタ処理を用いるようにしてもよい。

一方、本実施形態のフィルタ処理部５３は、ＭＩＰ画像に対しては高周波成分が抑制される処理を施すものである。このようなフィルタ処理としては、たとえばローパスフィルタ処理があるが、その他の公知なフィルタ処理を用いるようにしてもよい。

合成画像生成部５４は、フィルタ処理部５３においてフィルタ処理の施されたＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを合成することによって合成画像を生成するものである。

表示制御部４３は、放射線画像記憶部４１に記憶された放射線画像や、断層画像生成部５０において生成された第１または第２の断層画像や、合成画像生成部５４において生成された合成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。

なお、モニタ３に合成画像を生成する際には、合成画像におけるＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを異なる色で表示させることが望ましい。ＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像の色については、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ＭｉｎＩＰ画像やＭＩＰ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。

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、上述した第１および第２のスライス厚や、ＭｉｎＩＰ処理において用いられる閾値ＴｈｍｉｎとＭＩＰ処理において用いられる閾値Ｔｈｍａｘや、ＭｉｎＩＰ画像やＭＩＰ画像に対して施されるフィルタ処理の条件など、種々の設定入力を受け付けるものである。なお、フィルタ処理の条件としては、たとえばハイパスフィルタ処理やローパスフィルタ処理のカットオフ周波数などがある。

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。

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）。

次に、入力部４おいて、ユーザ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。

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°の位置とする。

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。

続いて、検出器コントローラ３３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。

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）。

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。

次に、断層画像生成部５０において第１の断層画像を生成する際の第１のスライス厚と、第２の断層画像を生成する際の第２のスライス厚が設定される（Ｓ１４）。具体的には、ユーザによって入力部４を用いて、上述した撮影方向の範囲、放射線源１７の種類、患者情報が入力され、その入力された条件が断層画像生成部５０に入力される。また、圧迫板コントローラ３４において算出された乳房Ｍの厚みの情報も断層画像生成部５０に入力される。そして、断層画像生成部５０においては、入力された条件に基づいて第１のスライス厚と第２のスライス厚とが設定される。なお、このときユーザによって入力される撮影方向の範囲の情報は、±２５°の範囲内の情報であり、たとえば±１０°や±２０°が設定入力される。そして、断層画像生成部５０において断層画像を生成する際には、このとき設定入力された撮影方向の範囲内で撮影された放射線画像が用いられることになる。

次いで、ユーザによって入力部４を用いて、ＭｉｎＩＰ処理における閾値ＴｈｍｉｎおよびＭＩＰ処理における閾値Ｔｈｍａｘと、フィルタ処理部５３におけるフィルタ処理の条件とが設定入力される。

そして、断層画像生成部５０において、第１のスライス厚を有する第１の断層画像が複数生成され、かつ第２のスライス厚を有する第２の断層画像が複数生成される（Ｓ１８，Ｓ２０）。

具体的には、断層画像生成部５０は、第１および第２のスライス厚を設定するために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。

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。

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。

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。

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。

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。

そして、本実施形態においては、上述したように第１のスライス厚を有する第１の断層画像が複数生成され、かつ第２のスライス厚を有する第２の断層画像が複数生成される。スライス厚の制御は、具体的には、たとえばスライス厚５ｍｍの場合、スライス厚１ｍｍを５枚加算する処理を行うことによって制御される。

断層画像生成部５０において生成された複数の第１の断層画像は、ＭｉｎＩＰ処理部５１に入力され、ＭｉｎＩＰ処理部５１は、入力された複数の第１の断層画像に対してＭｉｎＩＰ処理を施してＭｉｎＩＰ画像を生成する（Ｓ２２）。

また、断層画像生成部５０において生成された複数の第２の断層画像は、ＭＩＰ処理部５２に入力され、ＭＩＰ処理部５２は、入力された複数の第２の断層画像に対してＭＩＰ処理を施してＭＩＰ画像を生成する（Ｓ２４）。

そして、ＭｉｎＩＰ処理部５１において生成されたＭｉｎＩＰ画像と、ＭＩＰ処理部５２において生成されたＭＩＰ画像とがフィルタ処理部５３に入力され、フィルタ処理部５３は、入力されたＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とに対して上述したようなフィルタ処理を施す（Ｓ２６）。

フィルタ処理部５３においてフィルタ処理の施されたＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とは合成画像生成部５４に入力され、合成画像生成部５４は、入力されたフィルタ処理済のＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを合成することによって合成画像を生成する（Ｓ２８）。

合成画像生成部５４において生成された合成画像は表示制御部４３に出力され、表示制御部４３は、合成画像をモニタ３に表示させる（Ｓ３０）。

そして、モニタ３に表示された合成画像を観察したユーザが、第１のスライス厚や第２のスライス厚、閾値Ｔｈｍｉｎや閾値Ｔｈｍａｘ、もしくはフィルタ処理の条件などの前処理条件を変更したいと考えた場合には、ユーザによって入力部４を用いて変更後の条件が設定入力され（Ｓ３２，ＹＥＳ）、その設定入力された条件に基づいてＳ１４〜Ｓ３０までの処理が再度実行される。ユーザが前処理条件を変更しない場合には処理を終了する（Ｓ３２，ＮＯ）。

上記実施形態の乳房画像撮影表示システムによれば、複数の放射線画像に基づいて第１のスライス厚を有する複数の第１の断層画像を生成し、かつ複数の放射線画像に基づいて第１のスライス厚よりも大きい第２のスライス厚を有する複数の第２の断層画像を生成し、複数の第１の断層画像に対してＭｉｎＩＰ処理を施してＭｉｎＩＰ画像を生成し、複数の第２の断層画像に対してＭＩＰ処理を施してＭＩＰ画像を生成し、ＭｉｎＩＰ画像とＭＩＰ画像とを用いて合成処理を行って合成画像を生成するようにしたので、相対的に小さいスライス厚の断層画像に基づくＭｉｎＩＰ画像によって石灰化領域を明瞭にすることができるとともに、相対的に大きいスライス厚の断層画像に基づくＭＩＰ画像によって濃度コントラストを大きくして腫瘤領域の立体構造を明確にすることができるので、石灰化領域と腫瘤領域との両方の奥行き分解能を上げて表示することができ、診断確度を向上させることができる。

また、上記実施形態の乳房画像撮影表示システム１においては、モニタ３に合成画像を表示するようにしたが、図８に示すように、合成画像とともに、第１の断層画像または第２の断層画像を並べて表示するようにしてもよい。または、放射線画像記憶部４１に記憶された複数の放射線画像のいずれかと合成画像とを並べて表示するようにしてもよい。

また、上記実施形態の乳房画像撮影表示システム１に対して、図９に示すように、ボリュームレンダリング画像生成部５６を設けるようにしてもよい。そして、ボリュームレンダリング画像生成部５６において、放射線画像記憶部４１に記憶された放射線画像に基づいて生成された断層画像を用いてボリュームレンダリング画像を生成するようにしてもよい。

そして、表示制御部４３が、図１０に示すように、合成画像とともに、ボリュームレンダリング画像を並べてモニタ３に表示するようにしてもよい。なお、ボリュームレンダリング画像を生成する際に用いられる断層画像は、第１のスライス厚を有する第１の断層画像としてもよいし、第２のスライス厚を有する第２の断層画像としてもよい。また、第１のスライス厚や第２のスライス厚とは異なるスライス厚（たとえば１ｍｍ）を有する断層画像を生成し、その断層画像を用いてボリュームレンダリング画像を生成するようにしてもよい。

また、上述したようにボリュームレンダリング画像を生成する場合には、図１１に示すように、ボリュームレンダリング画像とともに、第１または第２の断層画像を並べてモニタ３に表示するようにしてもよい。または、放射線画像記憶部４１に記憶された複数の放射線画像のいずれかとボリュームレンダリング画像とを並べて表示するようにしてもよい。

また、放射線画像、第１の断層画像、第２の断層画像およびボリュームレンダリング画像の中から、ユーザが入力部４を用いて表示対象の画像を選択し、表示制御部４３が、ユーザによって選択された表示対象の画像をモニタ３に表示させるようにしてもよい。なお、このとき、たとえば放射線画像、第１の断層画像、第２の断層画像およびボリュームレンダリング画像のサムネイル画像をモニタ３に一覧表示するなどして、表示対象の画像を選択するための選択画面をモニタ３に表示させるようにしてもよい。また、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。

また、モニタ３に合成画像を表示させる場合には、図１２に示すように、その合成画像を生成する際に用いた第１の断層画像の第１のスライス厚および第２の断層画像の第２のスライス厚や、ＭｉｎＩＰ処理の際に用いられた閾値ＴｈｍｉｎおよびＭＩＰ処理の際に用いられた閾値Ｔｈｍａｘや、ＭｉｎＩＰ画像に対して施されるフィルタ処理のフィルタ処理条件およびＭＩＰ画像に対して施されるフィルタ処理のフィルタ処理条件などの前処理条件を合成画像とともにモニタ３に表示してもよい。

また、合成画像をシネ表示（断層の位置を次々に切り替えて表示）する際には、加算されるＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像とのスライス厚が異なると、ＭＩＰ画像の部分とＭｉｎＩＰ画像の部分とで段差が生じて見難い画像となる。

そこで、図１３に示すように、ＭｉｎＩＰ画像を構成する第１の断層画像の第１のスライス厚が３ｍｍであり、ＭＩＰ画像を構成する第２の断層画像の第２のスライス厚が、第１のスライス厚の３倍の９ｍｍである場合には、図１３に示す合成画像１〜３を生成する際、ＭｉｎＩＰ画像を構成する第１の断層画像については、断層位置が３ｍｍずつ異なる第１の断層画像ａ〜ｃが順次使用され、ＭＩＰ画像を構成する第２の断層画像については、同じ断層位置０−９ｍｍの第２の断層画像Ａが３回繰り返して使用される。

次に、合成画像４を生成する際には、ＭｉｎＩＰ画像を構成する第１の断層画像については、断層位置９−１２ｍｍの第１の断層画像ｄが使用され、ＭＩＰ画像を構成する第２の断層画像については、次の断層位置９−１９ｍｍの第２の断層画像Ｂが使用されることになる。

なお、図１３に示す例は、ＭＩＰ画像を構成する第２の断層画像の第２のスライス厚が、ＭｉｎＩＰ画像を構成する第１の断層画像の第１のスライス厚の整数倍である場合の例であるが、たとえばＭＩＰ画像を構成する第２の断層画像の第２のスライス厚が５ｍｍ、ＭｉｎＩＰ画像を構成する第１の断層画像の第１のスライス厚が２ｍｍであり、第２のスライス厚が第１のスライス厚の整数倍でない場合には、下表１に示すような断層位置の組み合わせとすることによって違和感のない合成画像をシネ表示することができる。

また、上記実施形態は、本発明の放射線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。

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
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 ＭｉｎＩＰ処理部
５２ ＭＩＰ処理部
５３ フィルタ処理部
５４ 合成画像生成部
５５ 閾値処理部
５６ ボリュームレンダリング画像生成部

Claims (12)

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、第１のスライス厚を有する複数の第１の断層画像を生成し、かつ前記複数の放射線画像に基づいて、前記第１のスライス厚よりも大きい第２のスライス厚を有する複数の第２の断層画像を生成する断層画像生成部と、
   前記複数の第１の断層画像に対してＭｉｎＩＰ処理を施してＭｉｎＩＰ画像を生成するＭｉｎＩＰ処理部と、
   前記複数の第２の断層画像に対してＭＩＰ処理を施してＭＩＰ画像を生成するＭＩＰ処理部と、
   前記ＭｉｎＩＰ画像と前記ＭＩＰ画像とを用いて合成処理を行って合成画像を生成する合成画像生成部とを備えたことを特徴とする放射線画像生成装置。
2. 前記ＭｉｎＩＰ画像に対して、高周波成分を抽出する処理を施す高周波抽出処理部を備え、
   前記合成画像生成部が、前記高周波抽出処理後のＭｉｎＩＰ画像を用いて前記合成画像を生成するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像生成装置。
3. 前記ＭＩＰ画像に対して、高周波成分を抑制する高周波抑制処理を施す高周波抑制処理部を備え、
   前記合成画像生成部が、前記高周波抑制処理後のＭＩＰ画像を用いて前記合成画像を生成するものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像生成装置。
4. 前記断層画像生成部が、前記第１および第２の断層画像を生成する際に用いられる前記放射線画像の前記撮影方向の範囲、前記放射線を照射する放射線源の種類、前記被写体の厚み、および前記被写体の患者情報の少なくとも１つに基づいて、前記第１のスライス厚または前記第２のスライス厚を設定するものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の放射線画像生成装置。
5. 前記合成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１から４いずれか１項記載の放射線画像生成装置。
6. 前記表示制御部が、前記合成画像における前記ＭｉｎＩＰ画像と前記ＭＩＰ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記載の放射線画像生成装置。
7. 前記表示制御部が、前記放射線画像、前記第１の断層画像または前記第２の断層画像と、前記合成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または６記載の放射線画像生成装置。
8. 前記複数の放射線画像に基づいて生成された複数の断層画像を用いてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像生成部を備え、
   前記表示制御部が、前記ボリュームレンダリング画像と前記合成画像とを並べて表示するものであることを特徴とする請求項５または６記載の放射線画像生成装置。
9. 前記複数の放射線画像に基づいて生成された複数の断層画像を用いてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像生成部と、
   前記放射線画像、前記第１の断層画像、前記第２の断層画像および前記ボリュームレンダリング画像の中から表示対象の画像の選択を受け付ける画像選択受付部とを備え、
   前記表示制御部が、前記画像選択受付部によって受け付けられた表示対象の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または６記載の放射線画像生成装置。
10. 前記高周波成分を抽出する処理が、ハイパスフィルタ処理であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像生成装置。
11. 高周波成分を抑制する高周波抑制処理が、ローパスフィルタ処理であることを特徴とする請求項３記載の放射線画像生成装置。
12. 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、第１のスライス厚を有する複数の第１の断層画像を生成し、かつ前記複数の放射線画像に基づいて、前記第１のスライス厚よりも大きい第２のスライス厚を有する複数の第２の断層画像を生成し、
    前記複数の第１の断層画像に対してＭｉｎＩＰ処理を施してＭｉｎＩＰ画像を生成し、
    前記複数の第２の断層画像に対してＭＩＰ処理を施してＭＩＰ画像を生成し、
    前記ＭｉｎＩＰ画像と前記ＭＩＰ画像とを用いて合成処理を行って合成画像を生成することを特徴とする放射線画像生成方法。

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