JP2013000370A - 放射線画像撮影装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】断層画像または立体視画像の表示のために複数回の撮影を行って取得された複数の放射線画像に基づいて、断層画像または立体視画像等の１つの画像を表示するに際し、表示される画像の画質の劣化を防止する。
【解決手段】特徴量算出部２ｄが、トモシンセシス撮影により取得された、断層画像を生成するための複数の放射線画像について、濃度ヒストグラム等の画質を表す特徴量を算出する。判定部２ｅが、複数の放射線画像についての特徴量を比較し、比較結果に基づいて、複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が存在するか否かを判定する。異常放射線画像が存在する場合、再構成部２ｃは、複数の放射線画像から異常放射線画像を除外して再構成を行って断層画像を生成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、異なる複数の撮影方向から被検体を撮影して複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影装置および方法に関するものである。

放射線画像等の医用画像を表示する装置として、左右両眼間の視差情報を含む２つの放射線画像に基づいて立体視画像（３次元画像、ステレオ画像）を表示する装置が提案されている。このような立体視画像は、被検体に異なる方向から放射線を照射し、その被検体を透過した放射線を放射線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可能に表示される。このように立体視画像を表示することにより、奥行き感のある放射線画像を観察することができるため、診断をより行いやすくすることができる。

また、放射線画像撮影装置において、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異なる複数の方向から被検体に放射線を照射して撮影を行い、これにより取得した画像を加算して所望の断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。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、異なる照射角となる複数の照射位置において被検体を撮影することにより複数の放射線画像を取得し、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の逆投影法等を用いてこれらの放射線画像を再構成して断層画像を生成する。

ここで、人体の構造物について複数の放射線画像を取得する際に、複数の放射線画像の画質が同一となるように、各放射線画像に対して画像処理を施す手法が提案されている（特許文献１参照）。また、マンモグラフィにおいて、左右の***の放射線画像について比較のための指標値を取得し、指標値の差が所定範囲内にあるか否かを判定してその結果を通知する手法が提案されている（特許文献２参照）。また、配線パターンについての複数の放射線画像から断層画像を生成するに際し、複数の放射線画像についてのヒストグラム、空間周波数およびエッジ情報等を用いて複数の放射線画像を比較することにより、配線パターンの位置を検出する手法も提案されている（特許文献３参照）。

特開２００１−０９２９４８号公報 特開２０１０−１５５０１７号公報 特開２００８−０２６３３４号公報

トモシンセシス撮影または立体視画像の生成のために複数回の撮影を行う場合、例えば撮影中に放射線源の調子が悪くなる等して、ある撮影時の放射線量が低くなる場合がある。このような場合、低い放射線量により取得された放射線画像は、他の放射線画像と比較して濃度が低くなるため、そのような放射線画像を用いて断層画像あるいは立体視画像を生成すると、生成された画像の画質が劣化する。

上述した特許文献１に記載された手法は、放射線画像に対して画像処理を施す手法であるため、生成される画像の画質の劣化を防止することはできる。しかしながら、特許文献１に記載された手法を、複数の放射線画像に基づく断層画像または立体視画像の生成に適用した場合、処理効率が悪くなる。また、特許文献２に記載された手法は、放射線画像の指標値を用いて画像を比較しているに過ぎない。また、特許文献３に記載された手法は、配線パターンの位置を検出するために、ヒストグラム等の情報を用いて画像を比較しているに過ぎない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、断層画像または立体視画像の表示のために複数回の撮影を行って取得された複数の放射線画像に基づいて、断層画像または立体視画像等の１つの画像を表示するに際し、表示される画像の画質の劣化を防止することを目的とする。

本発明による放射線画像表示装置は、被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
該放射線照射手段によって照射されて前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体の放射線画像を取得する放射線検出手段と、
複数の撮影方向から前記被検体に前記放射線を照射し、該放射線の照射による撮影方向が異なる複数の放射線画像を取得するよう、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段を制御する撮影制御手段と、
前記複数の放射線画像のそれぞれの画質を表す特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記複数の放射線画像の特徴量を比較し、該比較結果に基づいて、前記複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、前記複数の放射線画像に存在するか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、本発明による放射線画像撮影装置においては、前記特徴量算出手段を、前記複数の放射線画像の濃度ヒストグラム、空間周波数、エッジ情報、ＳＮ比およびコントラストのいずれかに基づいて、前記特徴量を算出する手段としてもよい。

より具体的には、濃度ヒストグラムについては、濃度ヒストグラムのピークの信号値、濃度ヒストグラムの分布範囲の大きさ、複数の放射線画像の濃度ヒストグラムの相関値、他の多くの放射線画像の濃度ヒストグラムとは異なるピークが存在するか否かを表す情報等を特徴量として用いることができる。なお、「多くの放射線画像」とは、複数の放射線画像の過半数を超える数の放射線画像を意味する。また、空間周波数については、特定の空間周波数成分のスペクトルあるいはスペクトルの積分値を特徴量として用いることができる。また、エッジ情報については、放射線画像からエッジを抽出し、抽出したエッジにおける画素値の大きさを用いることができる。ＳＮ比としては、金属等のマーカを被検体とともに撮影することにより取得した放射線画像における、マーカ像の部分の画素値を用いて算出することができる。コントラストとしては、マーカ像の部分の画素値と、放射線画像において放射線が直接放射線検出器に照射されたすぬけ部の画素値との差として算出することができる。

また、本発明による放射線画像撮影装置においては、前記判定手段を、前記特徴量が他の放射線画像の特徴量よりも所定のしきい値以上異なる放射線画像を前記異常放射線画像と判定して、該異常放射線画像が前記複数の放射線画像に存在するか否かを判定する手段としてもよい。

また、本発明による放射線画像撮影装置においては、前記複数の放射線画像が断層画像の生成のために取得されたものである場合において、前記複数の放射線画像を再構成することにより、前記被検体の所望とする断層面における断層画像を生成する再構成手段をさらに備えるものとしてもよい。

この場合、前記再構成手段を、前記異常放射線画像が存在する場合、前記複数の放射線画像のうち前記異常放射線画像以外の他の放射線画像を再構成することにより前記断層画像を生成する手段としてもよい。

また、この場合、前記再構成手段は、前記異常放射線画像が存在する場合、前記再構成を停止する手段としてもよい。

また、本発明による放射線画像撮影装置においては、前記複数の放射線画像が、立体視画像の表示のために取得された２つの放射線画像である場合において、前記２つの放射線画像に基づく前記立体視画像を表示する表示手段をさらに備えるものとしてもよい。

この場合、前記表示手段を、前記異常放射線画像が存在する場合、前記立体視画像の表示を停止する手段としてもよい。

また、本発明による放射線画像撮影装置においては、前記異常放射線画像が存在する場合に警告を行う警告手段をさらに備えるものとしてもよい。

本発明による放射線画像撮影方法は、被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
該放射線照射手段によって照射されて前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体の放射線画像を取得する放射線検出手段と、
複数の撮影方向から前記被検体に前記放射線を照射し、該放射線の照射による撮影方向が異なる複数の放射線画像を取得するよう、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段を制御する撮影制御手段とを備えた放射線画像撮影装置における放射線画像撮影方法であって、
前記複数の放射線画像のそれぞれの画質を表す特徴量を算出し、
前記複数の放射線画像の特徴量を比較し、
該比較結果に基づいて、前記複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、前記複数の放射線画像に存在するか否かを判定することを特徴とするものである。

本発明によれば、複数の放射線画像が取得され、複数の放射線画像のそれぞれの画質を表す特徴量が算出され、複数の放射線画像の特徴量が比較され、比較結果に基づいて、複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、複数の放射線画像に存在するか否かが判定される。このため、異常放射線画像が存在する場合には、複数の放射線画像を用いて断層画像を生成したり、立体視画像を表示したりする際に、異常放射線画像を使用しなかったり、断層画像または立体視画像の表示を停止したりすることができ、これにより、複数の放射線画像に基づいて表示される画像の画質の劣化を防止することができる。

また、複数の放射線画像の濃度ヒストグラム、空間周波数、エッジ情報、ＳＮ比およびコントラストのいずれかに基づいて特徴量を算出することにより、簡易な演算により特徴量を算出することができる。

また、特徴量が他の多くの放射線画像の特徴量よりも所定のしきい値以上異なる放射線画像を異常放射線画像と判定することにより、異常放射線画像が複数の放射線画像に存在するか否かを容易に判定することができる。

また、異常放射線画像が存在する場合に警告を行うことにより、異常放射線画像が存在することを知らせることができる。

本発明の第１の実施形態による放射線画像撮影装置の概略構成図 図１に示す放射線画像撮影装置のアーム部を図１の右方向から見た図 図１に示す放射線画像撮影装置のコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図 複数の撮影方向を示す図 断層画像の再構成範囲を示す図 濃度ヒストグラムのピーク位置の信号値の変動を説明するための図 第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート マーカ像を含む放射線画像を示す図

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態による放射線画像撮影装置の概略構成図である。放射線画像撮影装置１は、***のトモシンセシス撮影を行って断層画像を生成するとともに、***の放射線画像を立体視するためのステレオ画像を生成するために、異なる撮影方向から***Ｍを撮影して、複数の放射線画像を取得するものである。図１に示すように放射線画像撮影装置１は、撮影部１０、撮影部１０に接続されたコンピュータ２、コンピュータ２に接続されたモニタ３および入力部４を備えている。

撮影部１０は、基台１１、基台１１に対し上下方向（Ｚ方向）に移動可能であり、かつ回転可能な回転軸１２、および回転軸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検出器１５、および放射線検出器１５からの電荷信号の読み出し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、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、電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部等が設けられた回路基板等も設置されている。

また、撮影台１４はアーム部１３に対し回転可能に構成されており、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に対し固定された向きとすることができる。

放射線検出器１５は、放射線画像の記録および読み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・オフさせ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。

放射線照射部１６の内部には、放射線源１７および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、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、管電圧等）と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***を押さえつけて圧迫する圧迫板１８、その圧迫板１８を支持する支持部２０、および支持部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の位置および圧迫圧は、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等を備えており、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２ａ、放射線画像記憶部２ｂ、再構成部２ｃ、特徴量算出部２ｄ、判定部２ｅ、警告部２ｆおよび表示制御部２ｇが構成されている。

制御部２ａ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、装置全体の制御を行うものである。

放射線画像記憶部２ｂは、アーム部１３を回転することにより、図４に示すように所定角度θ０間隔の複数の撮影方向からの撮影によって放射線検出器１５が検出した複数の放射線画像を記憶するものである。なお、第１の実施形態は、これら複数の放射線画像から生成した***Ｍの奥行き方向（Ｚ方向）における複数断面についての複数の断層画像を生成し、複数の断層画像からエッジを抽出して複数のエッジ断層画像を生成するものである。また、第１の実施形態による放射線画像撮影装置１においては、複数の放射線画像のうち、***を０度方向（すなわち放射線検出器１５に対して垂直な方向）から撮影して取得した放射線画像およびこの放射線画像と撮影方向が異なる放射線画像を用いて、ステレオ画像を表示することも可能である。なお、アーム部１３の回転方向は図２において右回り方向を正とする。

再構成部２ｃは、放射線画像記憶部２ｂに記憶された複数の放射線画像を再構成することにより、***Ｍの奥行き方向における複数断面に対応する複数の断層画像を生成する。具体的には、再構成部２ｃは、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の逆投影法等を用いてこれらの放射線画像を再構成して複数の断層画像を生成する。なお、再構成部２ｃは、図５に示すように***Ｍ内においてあらかじめ定められた再構成範囲Ｒ０内において、放射線検出器１５の検出面に平行な複数断面のそれぞれについての複数の断層画像を生成する。

なお、再構成部２ｃは、後述する判定部２ｅによる判定結果に応じて、再構成の方法を変更する。

特徴量算出部２ｄは、放射線画像記憶部２ｂに記憶された複数の放射線画像のそれぞれの画質を表す特徴量を算出する。本実施形態においては、特徴量算出部２ｄは、複数の放射線画像の濃度ヒストグラム、空間周波数およびエッジ情報のいずれかに基づいて、画質を表す特徴量を算出する。

濃度ヒストグラムは、複数の放射線画像のそれぞれにおいて、信号値を横軸に信号値の頻度を縦軸にプロットすることにより算出する。そして、濃度ヒストグラムのピークの位置の信号値、濃度ヒストグラムの分布範囲の大きさ、複数の放射線画像間における濃度ヒストグラムの相関値、および他の多くの放射線画像の濃度ヒストグラムとは異なるピークが存在するか否かを表す情報等のいずれかを特徴量として算出する。なお、複数の放射線画像感の濃度ヒストグラムの相関値は、複数の放射線画像同士で総当たりで相関値を算出するものとする。

空間周波数については、放射線画像をフーリエ変換し、所定の空間周波数を持つスペクトルを特徴量として算出する。あるいはそのスペクトルを積分して積分値を特徴量として算出する。

エッジ情報は、Ｓｏｂｅｌフィルタ、ラプラシアンフィルタ等のエッジ抽出フィルタを用いて、放射線画像からエッジ画素を抽出する。そして、エッジ画素の画素値を特徴量として算出する。

判定部２ｅは、特徴量算出部２ｄが算出した特徴量を複数の放射線画像間において比較し、比較結果に基づいて、複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、複数の放射線画像に存在するか否かを判定する。そして、異常放射線画像が存在するという判定結果の場合、判定部２ｅは判定結果を再構成部２ｃおよび警告部２ｆに出力する。異常放射線画像が存在しないという判定結果の場合、判定部２ｅは判定結果を再構成部２ｃにのみ出力する。

なお、異常放射線画像は複数の放射線画像に通常わずかしか含まれないものであるが、非常に多く含まれる場合がある。このような場合に特徴量を比較すると、特徴量が異なる放射線画像の数が、他の放射線画像の数とそれほど変わらない場合が生じる。このような場合、判定部２ｅは、過半数に満たない放射線画像を異常放射線画像に決定するものとする。

ここで、特徴量が濃度ヒストグラムのピークの位置の信号値および分布範囲の大きさである場合は、複数の放射線画像について総当たりで特徴量の差を算出し、ある放射線画像について、特徴量が他の放射線画像よりも所定のしきい値以上異なる放射線画像を異常放射線画像と判定する。

例えば、特徴量が濃度ヒストグラムのピークの位置の信号値である場合、ある放射線画像の撮影時に、放射線源１７に異常が生じて、***Ｍに照射される放射線量が低減したとすると、濃度ヒストグラムのピークの位置の信号値は低くなる。図６は濃度ヒストグラムのピーク位置の信号値の変動を説明するための図である。なお、図６においては、異常がない撮影により取得された放射線画像の濃度ヒストグラムをＨ０、異常がある撮影により取得された放射線画像の濃度ヒストグラムをＨ１とする。図６に示すように、濃度ヒストグラムＨ０のピーク位置の信号値Ｑ０を、濃度ヒストグラムＨ１のピーク位置の信号値Ｑ１とを比較すると、信号値Ｑ１はしきい値Ｔｈ１を超えて信号値Ｑ０より低くなっている。このような場合、複数の放射線画像のうち、多くの放射線画像の濃度ヒストグラムはＨ０となることから、ピーク位置の信号値がしきい値Ｔｈ１を超えて低くなっている濃度ヒストグラムＨ１を得た放射線画像を異常放射線画像と判定する。

なお、特徴量が濃度ヒストグラムの分布範囲の大きさの場合、例えば分布範囲の最大値または最小値を複数の放射線画像間において比較し、ある放射線画像について、最大値または最小値が複数の放射線画像のうちの多くの放射線画像よりも所定のしきい値以上異なる放射線画像を異常放射線画像と判定する。

一方、特徴量が濃度ヒストグラムの相関値である場合には、多く放射線画像同士の相関値と比較して、相関値が所定のしきい値以上小さくなっている放射線画像を異常放射線画像と判定する。また、特徴量が他の多くの放射線画像の濃度ヒストグラムとは異なるピークが存在するか否かを表す情報である場合には、他の放射線画像の濃度ヒストグラムとは異なるピークが存在する放射線画像を異常放射線画像と判定する。

また、特徴量が空間周波数に基づく特徴量である場合、放射線画像取得時の放射線量が小さいと、ノイズが目立つことからノイズに対応する周波数成分のスペクトルまたはその積分値が大きくなる。このため、判定部２ｅは、ある放射線画像について、特徴量が他の多くの放射線画像よりも所定のしきい値以上異なる放射線画像を異常放射線画像と判定する。

また、特徴量がエッジ情報である場合、放射線画像取得時の放射線量が小さいと、エッジの濃度が小さくなることから、特徴量が他の多くの放射線画像よりも所定のしきい値以上異なる放射線画像を異常放射線画像と判定する。

なお、再構成部２ｃにおいては、異常放射線画像が存在するという判定結果の場合、異常放射線画像は断層画像の再構成から除外され、異常放射線画像以外の放射線画像のみを用いて再構成が行われる。異常放射線画像が存在しないという判定結果の場合、すべての放射線画像を用いて再構成が行われる。

警告部２ｆは、異常放射線画像が存在するという判定結果が判定部２ｅから入力された場合に、警告を行う。警告はモニタ３に異常放射線画像が存在する旨を表示したり、不図示のスピーカから音声により異常放射線画像が存在する旨を出力したり、あるいは特定のビープ音を出力したりするものであってもよく、モニタ３への表示および音声の出力を組み合わせたものであってもよい。

表示制御部２ｇは、複数の放射線画像および断層画像をモニタ３に表示する。

入力部４は、例えば、キーボードやマウス等のポインティングデバイスから構成されるものであり、操作者による撮影条件等の入力や撮影開始指示の入力等を受け付けるものである。

次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図７は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、撮影台１４の上に患者の***Ｍが設置され、圧迫板１８により***Ｍが所定の圧力によって圧迫される（ステップＳＴ１）。次に、入力部４おいて、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。

入力部４において撮影開始の指示があると、複数の放射線画像の撮影が行われる（ステップＳＴ２）。具体的には、まず、制御部２ａが、あらかじめ設定された撮影間隔を定める角度θ０を読み出し、その読み出した角度θ０の情報をアームコントローラ３１に出力する。なお、第１の実施形態においては、このときの角度θ０の情報としてθ０＝４度があらかじめ記憶されているものとするが、これに限らず、操作者によって入力部４において任意の輻輳角を設定可能である。

そして、アームコントローラ３１において、制御部２ａから出力された角度θ０の情報が受け付けられ、アームコントローラ３１は、まずアーム部１３の位置が撮影台１４に対して最も傾斜した初期位置となるように制御信号を出力する。

そして、このアームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が初期位置となった状態において、制御部２ａは、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および放射線画像信号の読み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、放射線源１７から放射線が射出され、***Ｍを初期位置から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線検出器１５から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２ｂに記憶される。

次に、アームコントローラ３１は、アーム部１３を初期位置から＋θ０度回転するよう制御信号を出力する。すなわち、第１の実施形態においては、アーム部１３を初期位置から最後の撮影を行う終了位置の方向に向けて４度回転するよう制御信号を出力する。そして、このアームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が４度回転した状態において、続いて制御部２ａは、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および放射線画像信号の読み出しを行うよう制御信号を出力する。

具体的には、制御部２ａ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および放射線画像の読み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、放射線源１７から放射線が射出され、***Ｍを初期位置から４度回転した位置から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、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、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２ｂに記憶される。

そして上記の処理を、アーム部１３が終了位置に回転するまで繰り返し行うことにより複数の放射線画像が放射線画像記憶部２ｂに記憶される。

次いで、特徴量算出部２ｄが複数の放射線画像のそれぞれについての画質を表す特徴量を算出し（ステップＳＴ３）、判定部２ｅが、複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、複数の放射線画像に存在するか否かを判定する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４が肯定されると、判定部２ｅは、判定結果を再構成部２ｃおよび警告部２ｆに出力する（ステップＳＴ５）。警告部２ｆは、判定結果に基づいて、異常放射線画像が存在する旨の警告を行う（ステップＳＴ６）。一方、再構成部２ｃは、複数の放射線画像のうち異常放射線画像を除外して再構成を行い、断層画像を生成する（ステップＳＴ７）。

一方、ステップＳＴ４が否定されると、判定部２ｅは判定結果を再構成部２ｃにのみ出力する（ステップＳＴ８）。再構成部２ｃは、すべての放射線画像を用いて再構成を行って、断層画像を生成する（ステップＳＴ９）。

さらに、表示制御部２ｇが、生成された断層画像をモニタ３に表示し（ステップＳＴ１０）、処理を終了する。

このように、第１の実施形態においては、複数の放射線画像のそれぞれの画質を表す特徴量を算出し、複数の放射線画像についての特徴量を比較し、比較結果に基づいて、複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、複数の放射線画像に存在するか否かを判定し、異常放射線画像が存在する場合には、複数の放射線画像のうち異常放射線画像を除外して断層画像を生成するようにしたものである。このため、画質が他と異なる放射線画像を再構成に使用することがなくなり、これにより、断層画像の画質の劣化を防止することができる。

また、異常放射線画像が存在する場合に警告を行うことにより、異常放射線画像が存在することを知らせることができる。

次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態による放射線画像撮影装置は、第１の実施形態による放射線画像撮影装置と同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。上記第１の実施形態においては、異常放射線画像が存在する場合に、再構成部２ｃが異常放射線画像を除外して再構成を行っているが、第２の実施形態においては、異常放射線画像が存在する場合に、再構成を停止するようにした点が第１の実施形態と異なる。

次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図８は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、図８のフローチャートにおいて、ステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２４、ステップＳＴ２８〜ステップＳＴ３０の処理は、図７のフローチャートにおけるステップＳＴ１〜ステップＳＴ４、ステップＳＴ８〜ステップＳＴ１０の処理と同一であるため、ここでは詳細な説明は省略する。ステップＳＴ２４が肯定されると、判定部２ｅは判定結果を再構成部２ｃおよび警告部２ｆに出力する（ステップＳＴ２５）。警告部２ｆは、判定結果に基づいて、異常放射線画像が存在する旨の警告を行う（ステップＳＴ２６）。この際、警告には、断層画像が生成されない旨の情報が含められる。一方、再構成部２ｃは再構成を停止し（ステップＳＴ２７）、処理を終了する。

このように、第２の実施形態においては、複数の放射線画像において異常放射線画像が含まれる場合に、再構成を停止するようにしたため、画質が他と異なる放射線画像を再構成に使用することがなくなり、これにより、異常放射線画像を用いて断層画像が生成されてしまうことによる、断層画像の画質の劣化を防止することができる。

次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態による放射線画像撮影装置は、ステレオ画像を３次元表示可能なモニタ３′を備えた点を除き、第１の実施形態による放射線画像撮影装置と同一の構成を有するため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。第３の実施形態による放射線画像撮影装置においては、トモシンセシス撮影に代えて、ステレオ画像を表示するための２つの放射線画像の撮影を行い、再構成部２ｃを使用することなく、表示制御部２ｇが、２つの放射線画像に基づくステレオ画像をモニタ３′に表示するようにした点が、第１の実施形態と異なる。

モニタ３′は、コンピュータ２から出力された２つの放射線画像を用いてステレオ画像を３次元表示可能なように構成されたものである。モニタ３′の３次元表示の方式としては、例えば、２つの画面を用いて２つの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等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方式を採用することができる。また、２つの放射線画像を重ね合わせ、これを偏光グラスで観察することでステレオ画像を表示する方式を用いてもよい。さらに、モニタ３′を３Ｄ液晶により構成し、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方式を用いてもよい。

次いで、第３の実施形態において行われる処理について説明する。図９は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、撮影台１４の上に患者の***Ｍが設置され、圧迫板１８により***Ｍが所定の圧力によって圧迫される（ステップＳＴ４１）。次に、入力部４おいて、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。

入力部４において撮影開始の指示があると、ステレオ画像を表示するための２つの放射線画像の撮影（ステレオ撮影）の撮影が行われる（ステップＳＴ４２）。具体的には、まず、制御部２ａが、あらかじめ設定されたステレオ画像の撮影のための輻輳角θ１を読み出し、その読み出した角度θ１の情報をアームコントローラ３１に出力する。なお、第３の実施形態においては、このときの角度θ１の情報としてθ１＝±４度があらかじめ記憶されているものとするが、これに限らず、操作者によって入力部４において任意の輻輳角を設定可能である。

そして、アームコントローラ３１において、制御部２ａから出力された輻輳角θ１の情報が受け付けられ、アームコントローラ３１は、まずアーム部１３の位置が撮影台１４に対して＋θ１度回転するよう制御信号を出力する。すなわち、第３の実施形態においては、アーム部１３を撮影台１４に垂直な方向に対して＋４度回転するよう制御信号を出力する。

そして、このアームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が＋４度回転する。続いて制御部２ａは、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および放射線画像信号の読み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、放射線源１７から放射線が射出され、***Ｍを初期位置から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線検出器１５から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２ｂに記憶される。なお、この撮影により放射線画像記憶部８ｂに記憶される放射線画像信号は、右目用の放射線画像ＧＲを表すものとなる。

次に、アームコントローラ３１は、アーム部１３を初期位置に一旦戻した後、撮影台１４に垂直な方向に対して−θ１度回転するよう制御信号を出力する。すなわち、第３の実施形態においては、アーム部１３を撮影台１４に垂直な方向に対して−４度回転するよう制御信号を出力する。

そして、このアームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が−４度回転する。続いて制御部２ａは、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の読み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、放射線源１７から放射線が射出され、***Ｍを−４度方向から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、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、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２ｂに記憶される。なお、この撮影により放射線画像記憶部２ｂに記憶される放射線画像信号は、左目用の放射線画像ＧＬを表すものとなる。

次いで、特徴量算出部２ｄが２の放射線画像ＧＲ，ＧＬのそれぞれについての特徴量を算出し（ステップＳＴ４３）、判定部２ｅが、２の放射線画像ＧＲ，ＧＬにおいて互いに画質が異なる異常放射線画像が存在するか否かを判定する（ステップＳＴ４４）。なお、第３の実施形態における判定部２ｅの判定は、２つの放射線画像ＧＲ，ＧＬの画質を表す特徴量を比較し、特徴量が所定のしきい値以上異なる場合に異常放射線画像が存在すると判定するものとする。

ステップＳＴ４４が肯定されると、判定部２ｅは、判定結果を表示制御部２ｇおよび警告部２ｆに出力する（ステップＳＴ４５）。警告部２ｆは、判定結果に基づいて、異常放射線画像が存在する旨の警告を行う（ステップＳＴ４６）。この際、警告には、ステレオ画像が表示されない旨の情報が含められる。一方、表示制御部２ｇは、ステレオ画像に代えて、２つの放射線画像ＧＲ，ＧＬのいずれか一方または双方をモニタ３′に２次元表示し（ステップＳＴ４７）、処理を終了する。

一方、ステップＳＴ４４が否定されると、判定部２ｅは、判定結果を表示制御部２ｇに出力する（ステップＳＴ４８）。表示制御部２ｇは、２つの放射線画像ＧＲ，ＧＬに基づくステレオ画像をモニタ３′に表示し（ステップＳＴ４９）、処理を終了する。

このように、第３の実施形態においては、複数の放射線画像において異常放射線画像が含まれる場合に、ステレオ画像の表示を停止するようにしたため、画質が他と異なる放射線画像をステレオ画像の表示に使用することがなくなり、これにより、異常放射線画像を用いてステレオ画像が表示されてしまうことによる、ステレオ画像の画質の劣化を防止することができる。

なお、上記第１から第３の実施形態においては、放射線画像の画質を表す特徴量として、濃度ヒストグラム、空間周波数およびエッジ情報を用いているが、放射線画像のＳＮ比または放射線画像のコントラストの情報を特徴量として用いてもよい。以下、ＳＮ比またはコントラストの情報の算出について説明する。図１０はＳＮ比またはコントラストの情報の算出を説明するための図である。なお、ＳＮ比またはコントラストの情報を特徴量として用いる場合、放射線を透過しない金属等のマーカを***Ｍとともに撮影する。なお、このマーカとしては、複数の放射線画像の再構成を行う際の位置合わせのために用いるマーカを用いてもよい。この場合、図１０に示すように、各放射線画像には、***Ｍの像とともに、マーカ像Ｋ０が含まれる。なお、マーカ像Ｋ０は低濃度（すなわち高輝度）となっている。

ここで、ＳＮ比は、マーカ像Ｋ０内の画素値の平均値および標準偏差を算出し、画素値の平均値と標準偏差との比として算出することができる。

一方、放射線画像における放射線が直接照射された部分に対応するすぬけ部（図１０における斜線部分）に所定サイズの参照領域Ａ０を設定した場合、参照領域Ａ０は高濃度（すなわち低輝度）となっている。したがって、コントラスト情報は、マーカ像Ｋ０内の画素値の平均値と参照領域Ａ０内の画素値の平均値との差として算出することができる。

ここで、ある放射線画像の取得時において、照射される放射線量が低くなると、その放射線画像のＳＮ比は高くなり、コントラストは低くなる。このため、ＳＮ比およびコントラスト情報を用いることによっても、複数の放射線画像に異常放射線画像が存在するか否かを判定することができることとなる。すなわち、ＳＮ比が他の放射線画像と比較して高い放射線画像を異常放射線画像と判定し、コントラスト情報が他の放射線画像と比較して低い放射線画像を異常放射線画像と判定することができる。

また、上記第１から第３の実施形態においては、濃度ヒストグラム、空間周波数およびエッジ情報のいずれかを放射線画像の画質を表す特徴量として算出しているが、濃度ヒストグラム、空間周波数およびエッジ情報、さらには上述した放射線画像のＳＮ比および放射線画像のコントラストの情報を加えた、放射線画像の画質を表す複数の特徴量を算出し、算出した複数の特徴量のうちのいずれか１つの特徴量を用いて、複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、複数の放射線画像に存在するか否かを判定するようにしてもよい。

また、上記第１および第２の実施形態においては、トモシンセシス撮影により取得した複数の放射線画像を再構成して断層画像を生成しているが、放射線源と放射線検出器とを被検体を中心として対向させて配置し、これらの組を被検体を中心として周回させて、様々な角度から放射線を照射して複数の放射線画像を撮像し、その各角度の放射線画像を用いて断層画像を再構成して任意断面を表示するＣＴ撮影を行って断層画像を生成するようにしてもよい。

また、上記第１から第３の実施形態においては、本発明の放射線画像撮影装置を***の放射線画像を撮影する装置としているが、被検体としては***に限らず、例えば胸部や頭部等を撮影する放射線画像撮影装置を用いることも可能である。

１ 放射線画像撮影装置
２ コンピュータ
２ａ 制御部
２ｂ 放射線画像記憶部
２ｃ 再構成部
２ｄ 特徴量算出部
２ｅ 判定部
２ｆ 警告部
２ｇ 表示制御部
３，３′ モニタ
４ 入力部
１０ 撮影部
１３ アーム部
１４ 撮影台
１５ 放射線検出器
１６ 放射線照射部
１７ 放射線源
１８ 圧迫板

Claims (10)

1. 被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
   該放射線照射手段によって照射されて前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体の放射線画像を取得する放射線検出手段と、
   複数の撮影方向から前記被検体に前記放射線を照射し、該放射線の照射による撮影方向が異なる複数の放射線画像を取得するよう、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段を制御する撮影制御手段と、
   前記複数の放射線画像のそれぞれの画質を表す特徴量を算出する特徴量算出手段と、
   前記複数の放射線画像の特徴量を比較し、該比較結果に基づいて、前記複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、前記複数の放射線画像に存在するか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記特徴量算出手段は、前記複数の放射線画像の濃度ヒストグラム、空間周波数、エッジ情報、ＳＮ比およびコントラストのいずれかに基づいて、前記特徴量を算出する手段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. 前記判定手段は、前記特徴量が他の放射線画像の特徴量よりも所定のしきい値以上異なる放射線画像を前記異常放射線画像と判定して、該異常放射線画像が前記複数の放射線画像に存在するか否かを判定する手段であることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記複数の放射線画像が断層画像の生成のために取得されたものである場合において、前記複数の放射線画像を再構成することにより、前記被検体の所望とする断層面における断層画像を生成する再構成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記再構成手段は、前記異常放射線画像が存在する場合、前記複数の放射線画像のうち前記異常放射線画像以外の他の放射線画像を再構成することにより前記断層画像を生成する手段であることを特徴とする請求項４記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記再構成手段は、前記異常放射線画像が存在する場合、前記再構成を停止する手段であることを特徴とする請求項４記載の放射線画像撮影装置。
7. 前記複数の放射線画像が、立体視画像の表示のために取得された２つの放射線画像である場合において、前記２つの放射線画像に基づく前記立体視画像を表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
8. 前記表示手段は、前記異常放射線画像が存在する場合、前記立体視画像の表示を停止する手段であることを特徴とする請求項７記載の放射線画像撮影装置。
9. 前記異常放射線画像が存在する場合に警告を行う警告手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
10. 被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
    該放射線照射手段によって照射されて前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体の放射線画像を取得する放射線検出手段と、
    複数の撮影方向から前記被検体に前記放射線を照射し、該放射線の照射による撮影方向が異なる複数の放射線画像を取得するよう、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段を制御する撮影制御手段とを備えた放射線画像撮影装置における放射線画像撮影方法であって、
    前記複数の放射線画像のそれぞれの画質を表す特徴量を算出し、
    前記複数の放射線画像の特徴量を比較し、
    該比較結果に基づいて、前記複数の放射線画像において画質が異なる異常放射線画像が、前記複数の放射線画像に存在するか否かを判定することを特徴とする放射線画像撮影方法。

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