JP2012050518A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、立体視するのに適切な立体視画像を取得するとともに、安定性、再現性に優れた立体視画像の撮影を行う。
【解決手段】被写体に対して互いに異なる２つの撮影方向からそれぞれ放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部の放射線の照射による撮影方向毎の放射線画像を検出する放射線画像検出器とを備え、放射線画像検出器によって検出された２つの放射線画像を立体視画像を構成するものとして取得する乳房画像撮影装置において、第１の放射線源１７ａの第１の焦点位置と第２の放射線源１７ｂの第２の焦点位置とから２つの撮影方向の放射線をそれぞれ照射するものとし、第１および第２の放射線源１７ａ，１７ｂを、電界をかけることによって電子を発生する電界放出型電子源と、電子の入射により放射線を放出する陽極とを備えたものとする。
【選択図】図４

Description

本発明は、被検者に対して互いに異なる２つの撮影方向からそれぞれ放射線を照射することによって撮影方向毎の放射線画像を検出し、その検出した２つの放射線画像を立体視画像を構成するものとして取得する放射線画像撮影装置に関するものである。

従来、複数の画像を組み合わせて表示することにより、視差を利用して立体視できることが知られている。このような立体視できる画像（以下、立体視画像またはステレオ画像という）は、同一の被写体を異なる方向から撮影して取得された互いに視差のある複数の画像に基づいて生成される。

そして、このような立体視画像の生成は、デジタルカメラやテレビなどの分野だけでなく、放射線画像撮影の分野においても利用されている。すなわち、被検者に対して互いに異なる方向から放射線を照射し、その被検者を透過した放射線を放射線画像検出器によりそれぞれ検出して互いに視差のある複数の放射線画像を取得し、これらの放射線画像に基づいて立体視画像を生成することが行われている。そして、このように立体視画像を生成することによって奥行感のある放射線画像を観察することができ、より診断に適した放射線画像を観察することができる。

特開２００７−２２９２０１号公報 特開２００４−１８８２００号公報

ここで、上述したような立体視画像を生成する放射線画像撮影装置として、マンモグラフィ撮影装置が提案されているが、既存のマンモグラフィ撮影装置に多くは、被検者の胸壁に沿った方向、すなわち、被検者から見て左右に傾けた撮影方向から放射線を照射する構成となっているため、表示される立体視画像は、胸壁が水平方向に沿ったレイアウトとなる（たとえば、特許文献１参照）。

一方、現在の医療現場における２次元の乳房画像の読影プロトコルにおいては、胸壁が垂直方向に沿ったレイアウトで乳房画像が表示されるため、胸壁が水平方向に沿ったレイアウトの立体視画像との比較観察が困難であるという問題がある。

そこで、たとえば、マンモグラフィ撮影装置において、被検者から見て前後に傾けた撮影方向から放射線を照射して２枚の放射線画像を取得することが考えられる。

また、一般的に立体視画像を立体視するのに適切な輻輳角は４°程度といわれており、上述したように被検者から見て前後に傾けた撮影方向から放射線を照射して２枚の放射線画像を取得する場合も同様である。

しかしながら、たとえば、アーム部などを利用して放射線源を移動させるような構成では、このような小さい角度の移動を制御することは機械的に困難であり、また、高精度な移動機構が必要となりコストアップにもなる。

また、放射線源の移動位置にばらつきが生じた場合には、安定性、再現性のある立体視画像の撮影は困難である。

なお、特許文献２には、Ｘ線トモシンセシス・マンモグラフィ撮影システムにおいて、被検者から見て前後に傾けた撮影方向から放射線を照射して放射線画像を取得することが提案されているが、上述したような立体視画像を撮影する際の問題点については何の提案もなされていない。

本発明は、上記の事情に鑑み、上述したようなコストアップを招くことなく、立体視するのに適切な立体視画像を取得することができるとともに、安定性、再現性に優れた立体視画像の撮影を行うことができる放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

本発明の放射線画像撮影装置は、被検者の乳房に対して互いに異なる２つの撮影方向からそれぞれ放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部の放射線の照射による撮影方向毎の放射線画像を検出する放射線画像検出器とを備え、放射線画像検出器によって検出された２つの放射線画像を立体視画像を構成するものとして取得する放射線画像撮影装置において、放射線照射部が、第１の焦点位置と第２の焦点位置とから２つの撮影方向の放射線をそれぞれ照射するものであり、第１の焦点位置から放射線を照射する第１の放射線源と第２の焦点位置から放射線を照射する第２の放射線源とを備え、第１および第２の放射線源が、電界をかけることによって電子を発生する電界放出型電子源と、電子の入射により放射線を放出する陽極とを備えたものであることを特徴とする。

また、上記本発明の放射線画像撮影装置においては、放射線照射部を、被検者の乳房に対して互いに異なる２つの撮影方向からそれぞれ放射線を照射するものとできる。

また、放射線照射部を、被検者の胸壁から前方方向について離れた第１の焦点位置と第２の焦点位置とから放射線をそれぞれ照射するものとできる。

また、放射線照射部を、２つの撮影方向のうちの１つの撮影方向として被検者の胸壁が伸びる方向から乳房に対して垂直に放射線を照射するものとできる。

また、２つの放射線画像を用いて立体視画像を表示する表示部を設け、表示部を、２つの放射線画像における被検者の胸壁の伸びる方向が上下方向となるような立体視画像を表示するものとできる。

本発明の乳房画像撮影装置によれば、第１の焦点位置と第２の焦点位置とから２つの撮影方向の放射線をそれぞれ照射する第１の放射線源と第２の放射線源とを設け、その第１および第２の放射線源として、電界をかけることによって電子を発生する電界放出型電子源と、電子の入射により放射線を放出する陽極とを備えたものを用いるようにしたので、２つの放射線源を小型化することによって２つ放射線源の間隔を十分に狭くすることができ、比較的狭い輻輳角をなす撮影方向から放射線画像を撮影することによって立体視し易い放射線画像を撮影することができる。

また、従来のように、放射線源を移動させる必要がないので、放射線源の移動のための構造が不要になり、装置の構造が簡素化される。

また、第１および第２の放射線源の位置が固定されているので、輻輳角を確実に一定に維持することができ、安定性、再現性のある立体視画像の撮影が可能である。

本発明の放射線画像撮影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 第１および第２の放射線源の概略構成図 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 本発明の放射線画像撮影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 胸壁が上下方向に沿うように撮影された右目用放射線画像と左目用放射線画像の一例を示す図

以下、図面を参照して本発明の放射線画像撮影装置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。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、乳房画像撮影装置１０と、乳房画像撮影装置１０に接続されたコンピュータ２と、コンピュータ２に接続されたモニタ３および入力部４とを備えている。

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に対し上下方向に移動可能に支持されたアーム部１３を備えている。

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源ユニット１６が取り付けられている。アーム部１３の上下方向の移動は、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。

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望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。

放射線源ユニット１６の中には第１の放射線源１７ａと、第２の放射線源１７ｂ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、第１および第２の放射線源１７ａ，１７ｂから放射線を照射するタイミングと、第１および第２の放射線源１７ａ，１７ｂにおける放射線発生条件（管電流、時間、管電流時間積等）を制御するものである。

第１の放射線源１７ａと第２の放射線源１７ｂとは、図１に示すように、被検者Ｍの胸壁から前方方向について離れた位置にそれぞれ配置されており、第１の放射線源１７ａの第１の焦点位置と第２の放射線源１７ｂの第２の焦点位置とから２つの撮影方向の放射線がそれぞれ射出される。そして、本実施形態においては、第１の放射線源１７ａが乳房に対して０°方向から放射線を照射し、第２の放射線源１７ｂが乳房に対して４°方向から放射線を照射するようにこれらの放射線源が配置されている。なお、この撮影方向の角度については、この角度に限らず、その他の角度としてもよい。

図２は、第１および第２の放射線源１７ａ，１７ｂの詳細な構成を示したものである。第１および第２の放射線源１７ａ，１７ｂは、回転機構２５により回転する回転シャフト２４に円盤状の回転陽極２２が取り付けられ、その回転陽極２２の表面には、Ｍｏ等の金属元素を主成分とする環状のターゲット層２３が形成されている。一方、回転陽極２２に対向して陰極２１が配置され、その陰極２１には、ターゲット層２３と対向するように電界放出型電子源２０が配設されている。

第１および第２の放射線源１７ａ，１７ｂにおいては、放射線源コントローラ３２からの制御にしたがって、回転機構２５が回転シャフト２４を回転させることにより回転陽極２２が回転し、電源部２７によって電界放出型電子源２０に電圧（負電圧）が印加され、かつ、電源部２６によって回転陽極２２と陰極２１との間に電圧が印加される（回転陽極２２に正電圧が印加され、陰極２１に負電圧が印加される。）。

これにより電界放出型電子源２０から電子が放出され、放出された電子は、回転陽極２２と陰極２１との間に印加された電圧により加速されてターゲット層２３に衝突する。ターゲット層２３における電子の衝突面（焦点Ｆ）からは、その衝突した電子に応じた放射線が射出される。そして、その放射線は、コリメータ２８により照射範囲が絞られた状態で乳房に向けて照射されることになる。

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３５と、支持部３５を上下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８ａ、放射線画像記憶部８ｂおよび表示制御部８ｃが構成されている。

制御部８ａは、各種のコントローラ３１〜３５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８ｂは、互いに異なる２つの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２枚の放射線画像信号を予め記憶するものである。

表示制御部８ｃは、放射線画像記憶部８ｂから読み出された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施した後、モニタ３に被検者Ｍの乳房のステレオ画像を表示させるものである。

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、撮影者による撮影条件や撮影開始指示の入力などを受け付けるものである。

モニタ３は、コンピュータ２から出力された２つの放射線画像信号を用いてステレオ画像を表示可能なように構成されたものである。ステレオ画像を表示する構成としては、たとえば、２つの画面を用いて２つの放射線画像信号に基づく放射線画像をそれぞれ表示させて、これらをハーフミラーや偏光グラスなどを用いることで一方の放射線画像は観察者の右目に入射させ、他方の放射線画像は観察者の左目に入射させることによってステレオ画像を表示する構成を採用することができる。または、たとえば、２つの放射線画像を所定の視差量だけずらして重ね合わせて表示し、これを偏光グラスで観察することでステレオ画像を生成する構成としてもよいし、もしくはパララックスバリア方式およびレンチキュラー方式のように、２つの放射線画像を立体視可能な３Ｄ液晶に表示することによってステレオ画像を生成する構成としてもよい。

次に、本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４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の上に被検者Ｍの乳房が設置され、圧迫板１８により乳房が所定の圧力によって圧迫される（Ｓ１０）。

そして、撮影者によって入力部４を用いて撮影開始の指示があると、ステレオ画像を構成する２枚の放射線画像のうちの１枚目の放射線画像の撮影が行われる（Ｓ１２）。

１枚目の放射線画像の撮影については、乳房に対して正面位置に配置された第１の放射線源１７ａを用いて行われる。なお、本実施形態においては、第１の放射線源１７ａは、第１の放射線源１７ａの焦点位置と放射線画像検出器１５の端面１５ａとを結ぶ直線が、放射線画像検出器１５の検出面に対して略垂直となるように設置されている。

具体的には、制御部８ａが、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射と放射線画像信号の読出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、第１の放射線源１７ａから放射線が射出され、被検者の胸壁が伸びる方向から乳房に対して垂直に放射線が照射されて乳房を０°方向から撮影した放射線画像が放射線画像検出器１５によって検出される。そして、検出器コントローラ３３によって放射線画像信号が読み出され、その放射線画像信号に対して所定の信号処理が施された後、コンピュータ２の放射線画像記憶部８ｂに記憶される（Ｓ１４）。

そして、次に、ステレオ画像を構成する２枚の放射線画像のうちの２枚目の放射線画像の撮影が行われる（Ｓ１６）。

２枚目の放射線画像の撮影については第２の放射線源１７ｂを用いて行われる。なお、本実施形態においては、第２の放射線源１７ｂは、第２の放射線源１７ｂの焦点位置と放射線画像検出器１５の端面１５ａとを結ぶ直線が、放射線画像検出器１５の検出面に対して垂直方向から４°傾くように配置されている。

具体的には、制御部８ａが、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射と放射線画像信号の読出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、第２の放射線源１７ｂから放射線が射出され、乳房を４°方向から撮影した放射線画像が放射線画像検出器１５によって検出される。そして、検出器コントローラ３３によって放射線画像信号が読み出され、その放射線画像信号に対して所定の信号処理が施された後、コンピュータ２の放射線画像記憶部８ｂに記憶される（Ｓ１８）。

そして、放射線画像記憶部８ｂに記憶された２枚の放射線画像信号が表示制御部８ｃに出力され、表示制御部８ｃにおいてこれらの放射線画像信号に対して所定の処理が施された後、モニタ３に出力され、モニタ３において、乳房のステレオ画像が表示される（Ｓ２０）。

本実施形態の乳房画像撮影表示システムによれば、第１および第２の放射線源１７ａ，１７ｂとして、電界放出型電子源と陽極とを備えたものを用いるようにしたので、２つの放射線源を小型化することによって２つ放射線源の間隔を十分に狭くすることができ、比較的狭い輻輳角をなす撮影方向から放射線画像を撮影することによって立体視し易い放射線画像を撮影することができる。

また、上記実施形態の乳房画像撮影表示システムにおいては、被検者の胸壁から前方方向について離れた２つの焦点位置から２つの撮影方向の放射線をそれぞれ照射して２枚の放射線画像を撮影するようにしたので、図５（ａ），（ｂ）に示すように、胸壁が上下方向に沿ったステレオ画像を表示することができる。このようにステレオ画像を表示することによって、従来の２次元の乳房画像の読影時の表示と同じ向きにすることができ、これらを容易に比較することができる。

また、上記実施形態の乳房画像撮影表示システムにおいては、ステレオ画像を構成する２枚の放射線画像のうちの１枚の放射線画像として、０°方向すなわち乳房Ｍに対して垂直方向から放射線を照射した放射線画像を撮影するようにしたので、０°方向の放射線画像については、通常の２次元の乳房画像の観察にも兼用することができる。

また、上記実施形態においては、本発明の放射線画像撮影装置を乳房画像撮影表示システムに適用するようにしたが、被写体は乳房に限定されるものではなく、乳房以外の胸部撮影用などのいわゆる一般撮影用の放射線画像撮影装置に適用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
８ａ 制御部
８ｂ 放射線画像記憶部
８ｃ 表示制御部
１０ 乳房画像撮影装置
１１ 基台
１３ アーム部
１４ 撮影台
１５ 放射線画像検出器
１６ 放射線源ユニット
１７ａ 第１の放射線源
１７ｂ 第２の放射線源
１８ 圧迫板
２０ 電界放出型電子源
２１ 陰極
２２ 回転陽極
２３ ターゲット層
２４ 回転シャフト
２５ 回転機構
２８ コリメータ

Claims (5)

1. 被検者に対して互いに異なる２つの撮影方向からそれぞれ放射線を照射する放射線照射部と、該放射線照射部の前記放射線の照射による前記撮影方向毎の放射線画像を検出する放射線画像検出器とを備え、前記放射線画像検出器によって検出された２つの放射線画像を立体視画像を構成するものとして取得する放射線画像撮影装置において、
   前記放射線照射部が、第１の焦点位置と第２の焦点位置とから前記２つの撮影方向の放射線をそれぞれ照射するものであり、
   前記第１の焦点位置から前記放射線を照射する第１の放射線源と前記第２の焦点位置から前記放射線を照射する第２の放射線源とを備え、
   前記第１および第２の放射線源が、電界をかけることによって電子を発生する電界放出型電子源と、前記電子の入射により放射線を放出する陽極とを備えたものであることを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記放射線照射部が、前記被検者の乳房に対して互いに異なる２つの撮影方向からそれぞれ放射線を照射するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記放射線照射部が、前記被検者の胸壁から前方方向について離れた前記第１の焦点位置と前記第２の焦点位置とから前記放射線をそれぞれ照射するものであることを特徴とする請求項２記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記放射線照射部が、前記２つの撮影方向のうちの１つの撮影方向として前記被検者の胸壁が伸びる方向から乳房に対して垂直に放射線を照射するものであることを特徴とする請求項２または３記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記２つの放射線画像を用いて立体視画像を表示する表示部を備え、
   該表示部が、前記２つの放射線画像における前記被検者の胸壁の伸びる方向が上下方向となるような前記立体視画像を表示するものであることを特徴とする請求項３記載の放射線画像撮影装置。

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