JP5134897B2

JP5134897B2 - ***検査システム

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Publication number: JP5134897B2
Application number: JP2007247601A
Authority: JP
Inventors: 育弐瀬尾; 陽子岡村; 奈央子小ノ上; 敦子杉山
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP2009077780A

Description

本発明は、マンモグラフィ画像と超音波画像とを表示する***検査システムに関する。

がんやその他の異状を診断するために***組織の２次元画像を提供して***検査を行なう***撮像法（マンモグラフィ）が広く使用されている。***は立体的で繊細な構造をしているので、専用のＸ線装置で撮像を行なっている。

一般的なＸ線装置は、骨等の固いものを写し出すために強い（硬い）Ｘ線を利用する。一方、***検査で用いられるＸ線装置は脂肪や乳腺といった柔らかい組織が対象となるために弱い（軟らかい）Ｘ線を利用する。同時に、***検査は、肌が直接機械に接触する唯一の検査であるために、様々な配慮がなされている。

マンモグラフィは、***を引っ張って圧迫しながら行なう。撮像は、例えば、ＭＬＯ（ｍｅｄｉｏｌａｔｅｒａｌ−ｏｂｌｉｑｕｅ：内外斜位方向）及びＣＣ（ｃｒａｎｉａｌ−ｃａｕｄａｌｖｉｅｗ：頭尾方向）という二つの方向から行なう。

しかし、マンモグラフィによって取得されるマンモグラフィ画像が３次元物体の平面画像しか提供できない点において本質的な限界を有している。マンモグラフィ画像上で医学的関心を示す潜在的エリアが指摘されても、***の２次元画像内では対象エリアの上側や奥側は確定できないことがある。そこで、デジタルＸ線イメージャは、全視野又はほぼ全視野の撮像を提供している。診断を完結させるには、生検（ｂｉｏｐｓｙ）等代替的な手段や補完的な撮像技法及び診断を必要とすることがある。

マンモグラフィに対する主要な補完的撮像技法は、超音波撮像及び磁気共鳴撮像（ＭＲＩ：ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ）であり、これらはいずれも電離放射線を使用しないという利点を有している。超音波の主たる利点は、超音波撮像が比較的安価であること、並びに超音波撮像はマンモグラフィでは困難を伴うようなデンスな（ｄｅｎｓｅ）***についても良好に機能することである。さらに、超音波撮像は、針生検用のガイドとしての重要な役割をする。

近年、乳がん検診については、マンモグラフィと超音波撮像との併用検診が普及している。乳がんの患者が増え続けるなか、より充実した検診が行なわれるようになると期待されている。

なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
特開２００５−１２５０８０号公報

しかしながら、***を圧迫しながら圧迫状態で撮像されたマンモグラフィ画像と、非圧迫状態で撮像された超音波画像とを比較すると、撮像時の***の形状が一致していない。よって、マンモグラフィ画像と超音波画像との比較読影は医師の読影技術に困難を要した。

また、マンモグラフィ画像と超音波画像とが対応されていないことで、マンモグラフィ画像上で表示される微小石灰石の位置が、超音波画像上でわからなかった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、比較読影による適切な***検査を実現できる***検査システムを提供することを目的とする。

本発明に係る***検査システムは、上述した課題を解決するために、***のマンモグラフィ画像及び超音波画像を生成・表示する***検査システムにおいて、超音波の３次元ボリュームデータと、前記マンモグラフィ画像と、マンモグラフィ装置の非圧迫状態で前記***表面に配置された第１、第２及び第３起点の各位置情報とに基づいて、３次元直交座標系に換算される圧迫係数をそれぞれ生成する圧迫係数生成部と、前記圧迫係数を前記３次元ボリュームデータに適用して、擬似的な圧迫画像である仮想マンモグラフィ画像を生成する仮想マンモグラフィ画像生成部と、前記マンモグラフィ画像及び前記仮想マンモグラフィ画像の表示を制御する表示制御部と、を有する。

本発明に係る***検査装置によると、比較読影による適切な***検査を実現できる。

本発明に係る***検査システムの実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、***検査システムの実施形態を示す観念図である。

図１は、本実施形態の***検査システム１０を示し、その***検査システム１０は、３次元超音波画像診断装置１１、マンモグラフィ装置１２及び画像処理装置１３によって構成され、３次元超音波画像診断装置１１、マンモグラフィ装置１２及び画像処理装置１３は、病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮによって相互に通信可能に接続される。***検査システム１０は、３次元超音波画像診断装置１１によって生成される***の３次元ボリュームデータを変形して、擬似的な圧迫画像である仮想マンモグラフィ画像を生成し、マンモグラフィ画像及び仮想マンモグラフィ画像を併せて表示するものである。

３次元超音波画像診断装置１１は、マンモグラフィの補完的撮像を行なう。３次元超音波画像診断装置１１は、***の超音波検査で、主に集団検診用に考案された手法である水浸法を実現するための装置である。水浸法は、患者の***の片方又は両方を、水を収容したガントリに挿入することで水浸させ、そのガントリを挟んで患者と対向する超音波プローブを移動させながら画像データを生成する方法である。超音波プローブの垂直移動には機械式の移動ステージを使用して自動的なスキャンが可能で、またガントリ内の水を介しているため、***の全体が撮像できるので、集団検診システムとして適当である。

マンモグラフィ装置１２は、***を引っ張って圧迫しながらマンモグラフィによる撮像を実行し、マンモグラフィ画像を生成する。

画像処理装置１３は、コンピュータをベースとして構成されるワークステーションである。画像処理装置１３は、３次元超音波画像診断装置１１によって生成される***の３次元ボリュームデータを変形して、擬似的な圧迫画像である仮想マンモグラフィ画像を生成する。

図２は、３次元超音波画像診断装置１１のハードウェア構成を示すブロック図である。

図２に示すように、３次元超音波画像診断装置１１は、大きくは、超音波プローブ２１、寝台装置２２及び装置本体２３によって構成される。

超音波プローブ２１は、複数個の超音波振動子を先端部分に配置して超音波の送受信を行なう。また、超音波振動子は電気音響変換超音波振動子であり、超音波送信時には電気パルスを超音波パルスに変換し、また超音波受信時には超音波信号を電気信号に変換する。超音波プローブ２１は、アレイ変換器の方式によって、１次元（方位角操舵だけの単一行）アレイプローブ、１．５次元アレイ（電子合焦されるが、仰角次元に操舵されない）プローブ、２次元アレイ（広範な三次元操舵を伴う微細ピッチ・アレイ）プローブに分類される。このうち、生体のボリュームデータを積極的に取得するためには、２次元アレイプローブを採用することが望ましい。

また、超音波プローブ２１は、１次元アレイプローブや２次元アレイプローブであっても、超音波プローブ２１自体に揺動機能を具備し、スキャン断面を次々に変えながら複数断層像を取得し、結果的にボリュームデータを取得する機械式３次元プローブであってもよい。

寝台装置２２は、腹臥位（伏臥位）で患者Ｐを載置する天板２２ａと、水を収容し、患者Ｐの***を収容するためのガントリ２２ｂとを設ける。ガントリ２２ｂは、天板２２ａの上面の互いに直交するＡｎｔｉ−Ｌａｔｅｒａｌ側エッジ（Ｘ軸方向）及び腹部側エッジ（Ｙ軸方向）を隣り合う辺とする矩形を、深さ方向（Ｚ軸方向）に延ばして形成される空間として与えられる。

図３は、ガントリ２２ｂの構成を示す概略図である。

図３に示すように、ガントリ２２ｂのＡｎｔｉ−Ｌａｔｅｒａｌ側エッジＥＡと腹部側エッジＥＢとの交わる点を３次元直交座標系の原点「０」とする。そして、その３次元直交座標系の原点から、Ａｎｔｉ−Ｌａｔｅｒａｌ側エッジＥＡの方向をＸ軸方向と、腹部側エッジＥＢの方向をＹ軸方向と、ガントリ２２ｂの深さ方向をＺ軸方向と定義する。

図２に示す装置本体２３は、コンピュータをベースに構成されており、送受信回路３１、Ｂモード処理回路３２、シネメモリ３３、スキャンコンバート回路３４、画像合成回路３５及びモニタ３６を備える。

送受信回路３１は、図示しないが、送信回路及び受信回路を有する。送信回路には、照射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを発生するレートパルス発生回路と、超音波送信時における超音波ビームの収束時間や偏向角度を決定するための遅延回路であり、Ｎ個の超音波振動子を駆動するタイミングを決定する送信遅延回路と、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成するパルサ回路とが具備される。

送受信回路３１の送信部に具備するレートパルス発生回路は、照射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを送信遅延回路に供給する。送信遅延回路は、超音波送信に使用される超音波振動子の２倍（２Ｎ）の独立な遅延回路から構成されており、超音波送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を収束するための遅延時間と、所定の方向に超音波を送信するための遅延時間とをレートパルスに与え、パルサ回路に供給する。

パルサ回路は、送信遅延回路と同数の２Ｎの独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ１１に内蔵される超音波振動子を駆動し、患者内に超音波を放射するための駆動パルスを形成する。

患者の***内に照射される超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる臓器間の境界面又は組織にて反射する。また、反射波は組織の非線型特性により、中心周波数が２ｆ_０の超音波パルスが新たに発生する。よって、組織内で反射して超音波プローブ１１に戻る超音波は、超音波送信時の中心周波数ｆ_０の超音波パルス（基本波成分）と、中心周波数が２ｆ_０の超音波パルス（高調波成分）が混在したものとなる。送受信回路３１に有する受信部は、受信信号の基本波成分又は高調波成分を取得するＢＰＦ（ｂａｎｄｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ）と、超音波振動子によって電気信号に変換される微小信号を増幅するプリアンプ回路と、このプリアンプ回路の受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路と、ビームフォーマ回路及び加算回路を備えた整相加算回路とが具備される。

ビームフォーマ回路は、細い受信ビーム幅を得るために、所定の深さから超音波を収束するための収束用遅延時間を超音波ビームの受信指向性を順次変更し、患者内を走査するための遅延時間を、デジタル信号に変換される受信信号に与える。加算回路は、ビームフォーマからの出力を加算する。

Ｂモード処理回路３２は、送受信回路３１からのデジタル入力信号を基に、Ｂモード像（断層像）用のＲＡＷデータ（ここでは、スキャンコンバート処理前のデータ）を生成する。具体的には、Ｂモード処理回路３２には、図示しないが、送受信回路３１からのデジタル入力信号の振幅を対数変換し、弱い信号を相対的に強調する対数変換回路と、この対数変換回路で対数変換されるデジタル信号に対して包絡線検波の演算を行ない、振幅の包絡線を検出する包絡線検波回路とが具備される。なお、Ｂモード処理回路３２と並列にカラードプラモード処理回路（図示しない）を設けてもよい。

シネメモリ３３は、不揮発性の半導体メモリ等によって構成される。シネメモリ３３は、例えば３次元超音波画像診断装置１１がデータ収集終了（フリーズ）する直前の複数のフレームに対応するライブ画像のＲＡＷデータを記憶するメモリである。シネメモリ３３は、複数のＲＡＷデータを記憶する容量をもっており、ＣＰＵ４１からフリーズのコマンドが送られるまで、ＲＡＷデータを連続的に記億する。シネメモリ３３の記憶にはいわゆるループ方式が採用されていることが一般的である。すなわち、ＲＡＷデータの記憶がシネメモリ３３の許容量を超える場合には、記憶された時間の古いＲＡＷデータから順次消去した上で新しいＲＡＷデータを書き込む（上書き）ことで、シネメモリ３３に最新のＲＡＷデータが記憶されるようになっている。

スキャンコンバート回路３４は、Ｂモード処理回路３２から出力されるライブ画像のＲＡＷデータを標準ＴＶ信号（ＴＶフォーマットの信号）に変換して、ライブ画像を生成する。

画像合成回路３５は、スキャンコンバート回路３４及びＣＰＵ４１から出力される超音波画像を基に表示用のデータを生成して表示用のデータをアナログ変換する。また、画像合成回路３５は、画像を種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成し、ビデオ信号としてモニタ３６に出力する。

モニタ３６は、画像合成回路３５からの出力を基に、超音波画像等を表示する。

また、装置本体２３は、プロセッサとしてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）４１、包括メモリ４２、ＨＤ（ｈａｒｄｄｉｓｋ）４３、入力装置４５及び通信制御装置４６を有する。

ＣＰＵ４１は、包括メモリ４２やＨＤ４３に記憶されるプログラムや、入力装置４５による入力に従って、送受信回路３１、信号処理回路２２、シネメモリ３３、スキャンコンバート回路３４、画像合成回路３５及びモニタ３６の動作を制御する。

包括メモリ４２は、不揮発性の半導体メモリ等によって構成される。包括メモリ４２は、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌｐｒｏｇｒａｍｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔｓｙｓｔｅｍ）や、超音波撮像に係る各種アプリケーションプログラムを記憶する記憶装置である。超音波撮像に係る各種アプリケーションプログラムとしては、ライブ表示用のプログラムやシネ再生用のプログラム等が挙げられる。また、包括メモリ４２は、ＣＰＵ４１のワークメモリとしても機能する。

ＨＤ４３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクであり、図示しないＨＤＤ（Ｈａｒｄｄｉｓｋｄｒｉｖｅ）によってＨＤ４３内部のデータの読み書きが可能である。ＨＤ４３は、３次元ボリュームデータを記憶し、また、包括メモリ４２の代替として超音波診断に係る各種アプリケーションプログラムを記憶することもできる。また、ＨＤ４３に記憶されるＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）を基に、ユーザに対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置４５によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌｕｓｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。

入力装置４５は、例えば、マウスやトラックボール、モード切替スイッチ及びキーボード等を有している。入力装置４５は、オペレータからの各種指示、関心領域（ＲＯＩ：ｒｅｇｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔ）の設定指示、フリーズの指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体２３にとりこむための装置である。

通信制御装置４６は、各規格に応じた通信制御を行なう。通信制御装置４６は、ネットワークＮに接続することができる機能を有している。よって、３次元超音波画像診断装置１１は、通信制御装置４６を介して３次元超音波画像診断装置１１外部のネットワークＮ網に接続することができる。

図４は、マンモグラフィ装置１２のハードウェア構成を示すブロック図である。

図４に示すように、マンモグラフィ装置１２は、大きくは、撮像系５１及びＤＦ（ｄｉｇｉｔａｌｆｌｕｏｒｏｇｒａｐｈｙ）装置５２から構成される。なお、図３に示すマンモグラフィ装置１２は、座位にて患者Ｐの***を撮像する場合を説明するものであるが、その場合に限定されるものではない。例えば、マンモグラフィ装置１２は、背臥位等にて患者Ｐの***を撮像する場合であってもよい。

撮像系５１は、Ｘ線管６１、Ｘ線検出装置６２、圧迫板６３（上側圧迫板６３ａ及び下側圧迫板６３ｂ）、高電圧供給装置６４及び患者支持部６５を設ける。なお、Ｘ線管６１のＸ線の出射側に、複数枚の鉛羽で構成されるＸ線照射野絞りや、シリコンゴム等で形成されハレーションを防止するために所定量の照射Ｘ線を減衰させる補償フィルタを設けてもよい。

Ｘ線管６１は、高電圧供給回路６４から高電圧電力の供給を受けて、この高電圧電力の条件に応じて患者Ｐの***を介してＸ線検出装置６２に向かってＸ線を曝射する。

Ｘ線検出装置６２は、平面検出器（ＦＰＤ：ｆｌａｔｐａｎｅｌｄｅｔｅｃｔｏｒ）を有する。Ｘ線検出装置６２は、２Ｄ状に配列された検出素子によりＸ線を検出して電気信号に変換する平面検出器としての２Ｄアレイ型Ｘ線検出器と、その２Ｄアレイ型Ｘ線検出器の各検出素子によって電気信号として検出されたＸ線検出データを収集するＤＡＳ（ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）とによって構成される。

圧迫板６３は、Ｘ線管６１とＸ線検出装置６２との間に配設され、上側圧迫板６３ａ及び下側圧迫板６３ｂに挟まれる***を圧迫する。この圧迫板６３は、透明な樹脂で形成されており、駆動装置（図示しない）によって、Ｘ線検出装置６２に対して接離可能に支持されている。

高電圧供給装置６４は、ＤＦ装置５２の制御によって、Ｘ線管６１に高電圧電力を供給する。

患者支持部６５は、患者Ｐを座位にて載置する。

ＤＦ装置５２は、コンピュータをベースとして構成されており、ネットワークＮと相互通信可能である。ＤＦ装置１２は、大きくは、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇｔｏｄｉｇｉｔａｌ）変換回路７１、画像生成・処理回路７２、画像メモリ７３、画像合成回路７４、モニタ７５、ＣＰＵ８１、包括メモリ８２、ＨＤ８３、入力装置８４、通信制御装置８５及びシステム制御装置８６等のハードウェアから構成される。ＣＰＵ８１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、ＤＦ装置５２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、ＤＦ装置５２は、記録媒体用のドライブ（図示しない）を具備する場合もある。

Ａ／Ｄ変換回路７１は、Ｘ線検出装置６２から出力される時系列的なアナログ信号（ビデオ信号）をデジタル信号に変換する。

画像生成・処理回路７２は、ＣＰＵ８１の制御によって、Ａ／Ｄ変換回路７１から出力される投影データのデジタル信号に対して対数変換処理（ＬＯＧ処理）行ない、必要に応じて加算処理等の画像処理を施してマンモグラフィ画像（ＣＣ（ｃｒａｎｉａｌ−ｃａｕｄａｌｖｉｅｗ）画像又はＭＬＯ（ｍｅｄｉｏｌａｔｅｒａｌ−ｏｂｌｉｑｕｅ）画像）を生成し、そのマンモグラフィ画像を画像メモリ７３に記憶させる。なお、画像生成・処理回路７２による画像処理後のマンモグラフィ画像は、画像合成回路７４に出力されると共に、画像メモリ７３等の記憶装置に記憶される。

画像メモリ７３は、ＣＰＵ８１の制御によって、画像生成・処理回路７２から出力されるマンモグラフィ画像を記憶する。

画像合成回路７４は、ＣＰＵ８１の制御によって、画像生成・処理回路７２から出力されるマンモグラフィ画像を種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成し、ビデオ信号としてモニタ７５に出力する。

モニタ７５は、画像合成回路７４からの出力を基に、マンモグラフィ画像等を表示する。

ＣＰＵ８１は、オペレータによって入力装置８４が操作等されることにより指令が入力されると、包括メモリ８２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ８１は、ＨＤ８３に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送され通信制御装置８５で受信されてＨＤ８３にインストールされたプログラム、又は記録媒体用のドライブ（図示しない）に装着される記録媒体から読み出されてＨＤ８３にインストールされたプログラムを、包括メモリ８２にロードして実行する。

包括メモリ８２は、ＩＰＬ、ＢＩＯＳ及びデータを記憶したり、ＣＰＵ８１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする記憶装置である。

ＨＤ８３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクであり、図示しないＨＤＤによってＨＤ８３内部のデータの読み書きが可能である。ＨＤ８３は、マンモグラフィ画像を記憶し、また、包括メモリ８２の代替としてマンモグラフィに係る各種アプリケーションプログラムを記憶することもできる。また、ＨＤ８３に記憶されるＯＳを基に、ユーザに対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置８４によって行なうことができるＧＵＩを提供させることもできる。

入力装置８４としては、オペレータによって操作が可能なキーボード及びマウス等が挙げられ、操作に従った入力信号がＣＰＵ８１に送られる。

通信制御装置８５は、各規格に応じた通信制御を行なう。通信制御装置８５は、ネットワークＮに接続することができる機能を有しており、これにより、マンモグラフィ装置１２は、通信制御装置８５からネットワークＮ網に接続することができる。

システム制御装置８６は、図示しないＣＰＵ及びメモリを含んでいる。システム制御装置８６は、ＣＰＵ８１からの指示に従って、撮像系５１の高電圧供給装置６４等の動作を制御する。

図５は、画像処理装置１３のハードウェア構成を示すブロック図である。

図５に示すように、画像処理装置１３は、ＣＰＵ９１、メモリ９２、ＨＤ９３、入力装置９４、画像合成回路９５、モニタ９６及び通信制御装置９７等のハードウェアから構成される。ＣＰＵ９１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、画像処理装置１３を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、画像処理装置１３は、記録媒体用のドライブ（図示しない）を具備する場合もある。

ＣＰＵ９１は、オペレータによって入力装置９４が操作等されることにより指令が入力されると、メモリ９２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ９１は、ＨＤ９３に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送され通信制御装置９７で受信されてＨＤ９３にインストールされたプログラム、又は記録媒体用のドライブ（図示しない）に装着される記録媒体から読み出されてＨＤ９３にインストールされたプログラムを、メモリ９２にロードして実行する。

メモリ９２は、ＩＰＬ、ＢＩＯＳ及びデータを記憶したり、ＣＰＵ９１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする記憶装置である。

ＨＤ９３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクであり、図示しないＨＤＤによってＨＤ９３内部のデータの読み書きが可能である。ＨＤ９３は、メモリ９２の代替として各種アプリケーションプログラムを記憶することもできる。また、ＨＤ９３に記憶されるＯＳを基に、ユーザに対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置９４によって行なうことができるＧＵＩを提供させることもできる。

入力装置９４としては、オペレータによって操作が可能なキーボード及びマウス等が挙げられ、操作に従った入力信号がＣＰＵ９１に送られる。

画像合成回路９５は、ＣＰＵ９１の制御によって、超音波画像やマンモグラフィ画像を種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成し、ビデオ信号としてモニタ９６に出力する。

モニタ９６は、画像合成回路９５からの出力を基に、超音波画像やマンモグラフィ画像等を表示する。

通信制御装置９７は、各規格に応じた通信制御を行なう。通信制御装置９７は、ネットワークＮに接続することができる機能を有しており、これにより、画像処理装置１３は、通信制御装置９７からネットワークＮ網に接続することができる。

図６は、３次元超音波画像診断装置１１の機能を示すブロック図である。

図６に示すように、図２示す３次元超音波画像診断装置１１のＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、３次元超音波画像診断装置１１は、非圧迫状態基点マーキング実行部１０１、非圧迫状態基点間距離取得部１０２、非圧迫状態基点間距離記録部１０３、３次元ボリュームデータ生成部１０４及び３次元ボリュームデータ記録部１０５として機能する。なお、３次元超音波画像診断装置１１の構成要素１０１乃至１０５は、ＣＰＵ４１がプログラムを実行することによる機能としてソフトウェア的に説明するが、構成要素１０１乃至１０５の一部又は全部は、ハードウェアとして３次元超音波画像診断装置１１に設けられてもよい。

図２に示す３次元超音波画像診断装置１１にて、腹臥位にて患者Ｐを天板２２ａ上に載置し、患者Ｐの***を、水を収容したガントリ２２ｂ内に挿入して患者をセットすると、非圧迫状態基点マーキング実行部１０１は、ガントリ２２ｂに挿入される***と、ガントリ２２ｂの天板２２ａの上面に形成される腹部側エッジＥＢとの２接点を基点とし、その２基点に対応する***及び天板２２ａの部分双方にマーキングを実行する機能を有する。また、非圧迫状態基点マーキング実行部１０１は、***とＡｎｔｉ−Ｌａｔｅｒａｌ側エッジＥＡとの１接点を基点とし、その基点に対応する***及び天板２２ａの部分双方にマーキングを実行する機能を有する。

図７は、３次元直交座標系における基点α１，α２，βを示す図である。

図７の上段に天板２２ａの上面図を示す一方、同下段に同じく側面図を示している。図７には、ガントリ２２ｂに挿入される***と、ガントリ２２ｂの天板２２ａの上面に形成される腹部側エッジＥＢとの２接点としての基点α１，α２を、“●”印として示している。また、図７には、***とガントリ２２ｂの天板２２ａの上面に形成されたＡｎｔｉ−Ｌａｔｅｒａｌ側エッジＥＡとの１接点としての基点βを、“▲”印として示している。

図８は、Ｚ＝０のＸＹ断面における***断面と、基点α１，α２，βとの関係を示す拡大上面図である。

図８に示すように、ＸＹＺ座標系において、基点α１，α２，βの座標をそれぞれ次の式（１）のように定義する。

図９及び図１０は、非圧迫状態基点マーキング実行部１０１によるマーキング方法を説明するための図である。

図９は、マーキングを自動で行なう場合のマーキング方法を説明するための図であり、図９（ａ）は斜視図であり、図９（ｂ）はＹ＝０のＸＺ断面における断面図である。ガントリ２２ｂには、ガントリ２２ｂの腹部側エッジＥＢを含む面に、治具（マーカー）Ｍのマーキングポイントを貫通し、Ｘ＝Ｚ＝０でＸ軸方向に延びるマーカー水平移動口１００ａと、ガントリ２２ｂのＡｎｔｉ−Ｌａｔｅｒａｌ側エッジＥＡを含む面に、マーカーＭのマーキングポイントを貫通し、Ｙ＝Ｚ＝０でＸ軸方向に延びるマーカー水平移動口１００ｂとを設ける。

図９に示すようにマーキングを自動で行なう場合、機械的にマーカーＭが、マーカー水平移動口１００ａ内をＹ軸方向に、マーカー水平移動口１００ｂ内をＸ軸方向にそれぞれ移動する。マーカー水平移動口１００ａを移動するマーカーＭによって、***の腹部側エッジＥＢとの基点α１，α２にマーキングされる。また、マーカー水平移動口１００ｂを移動するマーカーＭによって、***のＡｎｔｉ−Ｌａｔｅｒａｌ側エッジＥＡとの基点βにマーキングされる。なお、マーカーＭは***と天板２２ａ上面とに色を記すことができるならば何であってもよい。

図１０は、マーキングを手動で行なう場合のマーキング方法を説明するための図であり、Ｚ＝０のＸＹ断面における***断面図である。マーキングを手動で行なう場合、技師等のオペレータはマーカーＭを用いて、***と天板２２ａ上面とにマーキングを行なう。天板上面には、原点から腹部側エッジＥＢ及びＡｎｔｉ−Ｌａｔｅｒａｌ側エッジＥＡの方向に、計測用メモリが予め記されている。

また、図６に示す非圧迫状態基点間距離取得部１０２は、基点α１と基点α２との距離である非圧迫状態の基点間距離Ｄを取得する機能を有する。非圧迫状態基点間距離取得部１０２は、非圧迫状態基点マーキング実行部１０１による天板２２ａ上のマーキングを基に、非圧迫状態の基点間距離Ｄを取得する。非圧迫状態の基点間距離Ｄは、次の式（２）のように表すことができる。

非圧迫状態基点間距離記録部１０３は、非圧迫状態基点間距離取得部１０２によって取得される非圧迫状態の基点間距離ＤをＨＤ４３（図２に示す）等の記憶装置に記録する機能を有する。

３次元ボリュームデータ生成部１０４は、３次元超音波画像診断装置１１の各ハードウェア構成要素３１乃至３６（図２に示す）を制御して、患者Ｐの***に関して超音波の３次元ボリュームデータを生成する機能を有する。

３次元ボリュームデータ記録部１０５は、３次元ボリュームデータ生成部１０４によって生成される３次元ボリュームデータをＨＤ４３（図２に示す）等の記憶装置に記録する機能を有する。

また、３次元ボリュームデータ生成部１０４によって生成される３次元ボリュームデータは、ボリュームレンダリング等の画像処理が施された後、モニタ３６（図２に示す）を介して表示される。

図１１は、マンモグラフィ装置１２の機能を示すブロック図である。

図１１に示すように、図４に示すマンモグラフィ装置１２のＣＰＵ８１がプログラムを実行することによって、マンモグラフィ装置１２は、***圧迫実行部１１１、マンモグラフィ画像生成部１１２、圧迫状態基点間距離取得部１１３、圧迫状態基点間距離記録部１１４、圧迫状態圧迫板基点間距離取得部１１５、圧迫状態圧迫板基点間距離記録部１１６及びマンモグラフィ画像記録部１１７として機能する。なお、マンモグラフィ装置１２の構成要素１１１乃至１１７は、ＣＰＵ８１がプログラムを実行することによる機能としてソフトウェア的に説明するが、構成要素１１１乃至１１７の一部又は全部は、ハードウェアとしてマンモグラフィ装置１２に設けられてもよい。

３次元超音波画像診断装置１１による撮像場所からマンモグラフィ装置１２による撮像場所に患者Ｐを移動させ、***圧迫実行部１１１は、駆動装置（図示しない）を介して圧迫板６３（図４に示す、上側圧迫板６３ａ及び下側圧迫板６３ｂ）を制御して、座位における患者Ｐの***の圧迫を実行する機能を有する。

マンモグラフィ画像生成部１１２は、マンモグラフィ装置１２の各ハードウェア構成要素７１乃至７５，８６（図４に示す）を制御して、患者Ｐの***に関してマンモグラフィ画像を生成する機能を有する。なお、以下、マンモグラフィ画像としてのＣＣ画像を生成する場合を例にとって説明するが、マンモグラフィ画像がＭＬＯ画像である場合にも適用可能である。

圧迫状態基点間距離取得部１１３は、***に記された基点α１と基点α２との距離である圧迫状態の基点間距離ｄを取得する機能を有する。

図１２は、圧迫された状態の***を示す斜視図である。

図１２は、Ｘ´Ｙ´Ｚ´座標系に、患者Ｐの***にマーキングされた基点α１，α２，βを示している。なお、図１２では、Ｙ´軸方向を、基点α１と基点α２とを通る直線と定義している。そして、Ｘ´Ｙ´Ｚ´座標系において、基点α１，α２を次の式（３）のように定義する。

基点α１と基点α２との距離である圧迫状態の基点間距離ｄを、次の式（４）のように表すことができる。

また、図１１に示す圧迫状態基点間距離記録部１１４は、圧迫状態基点間距離取得部１１３によって取得される圧迫状態の圧迫状態基点間距離ｄをＨＤ８３（図４に示す）等の記憶装置に記録する機能を有する。

圧迫状態圧迫板基点間距離取得部１１５は、下側圧迫板６３ｂ（図４に示す）と***に記された基点βとの距離である圧迫状態の圧迫板基点間距離ｄ_ｍを取得する機能を有する。

図１３は、圧迫された状態の***を示すＸ´Ｚ´断面図を示す図である。

図１３は、Ｘ´Ｚ´座標系に、患者Ｐの***にマーキングされた基点βを示している。そして、Ｘ´Ｙ´Ｚ´座標系において、基点βを次の式（５）のように定義するものとする。

そして、圧迫状態圧迫板基点間距離取得部１１５は、***上に記されたマーキングを基に、圧迫状態の圧迫板基点間距離ｄ_ｍを取得する。すなわち、次の式（６）のように、上記式（５）のεを用いて圧迫状態の圧迫板基点間距離ｄ_ｍを得る。

また、図１１に示す圧迫状態圧迫板基点間距離記録部１１６は、圧迫状態圧迫板基点間距離取得部１１５によって取得される圧迫状態の圧迫状態圧迫板基点間距離ｄ_ｍをＨＤ８３（図４に示す）等の記憶装置に記録する機能を有する。

マンモグラフィ画像記録部１１７は、マンモグラフィ画像生成部１１２によって生成されるＣＣ画像をＨＤ４３（図４に示す）等の記憶装置に記録する機能を有する。

また、マンモグラフィ画像生成部１１２によって生成されるＣＣ画像はモニタ７５（図４に示す）を介して表示される。

図１４は、画像処理装置１３の機能を示すブロック図である。

図１４に示すように、図５に示す画像処理装置１３のＣＰＵ９１がプログラムを実行することによって、画像処理装置１３は、３次元ボリュームデータ取得部１２１、マンモグラフィ画像取得部１２２、画像処理部１２３、エッジ最大値生成部１２４、圧迫状態圧迫板基点間距離取得部１２５、Ｘ軸方向圧迫係数生成部１２６、非圧迫状態基点間距離取得部１２７、圧迫状態基点間距離取得部１２８、Ｙ軸方向圧迫係数生成部１２９、圧迫状態最大値生成部１３０、Ｚ軸方向圧迫係数生成部１３１、仮想マンモグラフィ画像生成部１３２及び表示制御部１３３として機能する。なお、画像処理装置１３の構成要素１２１乃至１３３は、ＣＰＵ９１がプログラムを実行することによる機能としてソフトウェア的に説明するが、構成要素１２１乃至１３３の一部又は全部は、ハードウェアとして画像処理装置１３に設けられてもよい。

画像処理装置１３は、３次元超音波画像診断装置１１によって生成される超音波の３次元ボリュームデータを変形して、擬似的な圧迫画像である仮想マンモグラフィ画像を生成し、マンモグラフィ画像及び仮想マンモグラフィ画像を併せて表示するものである。

３次元ボリュームデータ取得部１２１は、３次元超音波画像診断装置１１からネットワークＮを介して３次元ボリュームデータを取得する機能を有する。

マンモグラフィ画像取得部１２２は、３次元ボリュームデータ取得部１２１によって取得される３次元ボリュームデータに該当する患者であって同一検査内に生成されるＣＣ画像を、マンモグラフィ装置１２からネットワークＮを介して取得する機能を有する。

画像処理部１２３は、マンモグラフィ画像取得部１２２によって取得されるＣＣ画像に対して２値化処理、エッジ（輪郭）検出処理及びエッジ薄化処理を順に施して、エッジ画像を生成する機能を有する。画像処理部１２３による画像処理工程の概要を図１５に示す。

エッジ最大値生成部１２４は、画像処理部１２３によって生成されるエッジ画像中のエッジを非圧迫状態のＸＹＺ座標系に適用して、Ｘ軸方向におけるエッジ最大値Ｘ_ｍａｘを生成する機能を有する。エッジ最大値Ｘ_ｍａｘの生成方法については、簡単なループ計算を処理するプログラムに具備されている関数を利用することができる。エッジ最大値生成部１２４によるエッジ最大値Ｘ_ｍａｘの生成方法の概要を図１６に示す。

圧迫状態圧迫板基点間距離取得部１２５は、３次元ボリュームデータ取得部１２１によって取得される３次元ボリュームデータに該当する患者であって同一検査内に生成される圧迫状態の圧迫板基点間距離ｄ_ｍ（式（６））を、マンモグラフィ装置１２からネットワークＮを介して取得する機能を有する。

Ｘ軸方向圧迫係数生成部１２６は、エッジ最大値生成部１２４によって生成されるエッジ最大値Ｘ_ｍａｘと、圧迫状態圧迫板基点間距離取得部１２５によって取得される圧迫状態の圧迫板基点間距離ｄ_ｍとを基に、次の式（７）を用いてＸ軸方向の圧迫係数Ｆｘを生成する機能を有する。

非圧迫状態基点間距離取得部１２７は、３次元ボリュームデータ取得部１２１によって取得される３次元ボリュームデータに該当する患者であって同一検査内に生成される非圧迫状態の基点間距離Ｄ（上記式（２））を、３次元超音波画像診断装置１１からネットワークＮを介して取得する機能を有する。

圧迫状態基点間距離取得部１２８は、３次元ボリュームデータ取得部１２１によって取得される３次元ボリュームデータに該当する患者であって同一検査内に生成される圧迫状態の基点間距離ｄ（上記式（４））を、マンモグラフィ装置１２からネットワークＮを介して取得する機能を有する。

Ｙ軸方向圧迫係数生成部１２９は、非圧迫状態基点間距離取得部１２７によって取得される非圧迫状態の基点間距離Ｄと、圧迫状態基点間距離取得部１２８によって取得される圧迫状態の基点間距離ｄとを基に、次の式（８）を用いてＹ軸方向の圧迫係数Ｆｙを生成する機能を有する。Ｙ軸方向圧迫係数生成部１２９によるＹ軸方向圧迫係数の生成方法の概要を図１７に示す。

圧迫状態最大値生成部１３０は、マンモグラフィ画像取得部１２２によって取得されるＣＣ画像を基に、次の式（９）に従ってＸ´Ｙ´Ｚ´座標系におけるＸ´軸方向の最大となる点ηを求め、その点ηとＹ´軸との距離である圧迫状態の最大値ｄ_ηを生成する機能を有する。圧迫状態最大値生成部１３０による圧迫状態最大値ｄ_ηの生成方法の概要を図１８に示す。

Ｚ軸方向圧迫係数生成部１３１は、３次元ボリュームデータ取得部１２１によって取得される３次元ボリュームデータからＺ軸方向の最大値Ｚ_ｍａｘを生成し、そのＺ軸方向の最大値Ｚ_ｍａｘを基に、次の式（１０）を用いてＺ軸方向の圧迫係数Ｆｚを演算する機能を有する。

仮想マンモグラフィ画像生成部１３２は、３次元ボリュームデータ取得部１２１によって取得される３次元ボリュームデータに、Ｘ軸方向圧迫係数生成部１２６によって生成されるＸ軸方向の圧迫係数（上記式（７））と、Ｙ軸方向圧迫係数生成部１２９によって生成されるＹ軸方向の圧迫係数（上記式（８））と、Ｚ軸方向圧迫係数生成部１３１によって生成されるＺ軸方向の圧迫係数（上記式（１０））とを適用して、擬似的な圧迫画像である仮想ＣＣ画像（仮想マンモグラフィ画像）を生成する機能を有する。

具体的に説明すると、３次元ボリュームデータのデータサイズをＩ×Ｊ×Ｋ［ｖｏｘｅｌ］とすると、３次元ボリュームデータ上の任意点Ｐは、次の式（１１）のように表現できる。

また、圧迫係数によって移動したボクセルの位置を次の式（１２）と定義すると、移動したボクセルの位置は、式（１１）と、ＸＹＺ軸方向への圧迫係数とを用いて次の式（１３）のように表すことができる。

仮想マンモグラフィ画像生成部１３２は、上記式（１３）を用いることで、３次元ボリュームデータ取得部１２１によって取得される３次元ボリュームデータを変形して、擬似的な圧迫画像である仮想ＣＣ画像を生成することができ、超音波画像とＣＣ画像との最適な比較読影を支援する。

表示制御部１３３は、仮想マンモグラフィ画像生成部１３２によって生成される仮想マンモグラフィ画像の表示を制御する機能を有する。また、表示制御部１３３は、仮想マンモグラフィ画像生成部１３２によって生成される仮想マンモグラフィ画像と、マンモグラフィ画像取得部１２２によって取得されるマンモグラフィ画像の並列表示を制御する機能を有する。

なお、各取得部１２１，１２２，１２５，１２７及び１２８は、ネットワークＮを介して所望のデータを取得するように構成したが、データが記憶された記録媒体によって取得するように構成してもよい。

本実施形態の***検査システム１０によると、３次元超音波画像診断装置１１によって生成される***の３次元ボリュームデータを変形して、擬似的な圧迫画像である仮想マンモグラフィ画像を生成し、マンモグラフィ画像及び仮想マンモグラフィ画像を併せて表示することで、比較読影による適切な***検査を実現できる。

***検査システムの実施形態を示す観念図。３次元超音波画像診断装置のハードウェア構成を示すブロック図。ガントリの構成を示す概略図。マンモグラフィ装置のハードウェア構成を示すブロック図。画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図。３次元超音波画像診断装置の機能を示すブロック図。３次元直交座標系における基点α１，α２，βを示す図。Ｚ＝０のＸＹ断面における***断面と、基点α１，α２，βとの関係を示す拡大上面図。マーキング方法を説明するための図。マーキング方法を説明するための図。マンモグラフィ装置の機能を示すブロック図。圧迫された状態の***を示す斜視図。圧迫された状態の***を示すＸ´Ｚ´断面図を示す図。画像処理装置の機能を示すブロック図。画像処理工程の概要を示す図。エッジ最大値の生成方法の概要を示す図。Ｙ軸方向圧迫係数の生成方法の概要を示す図。圧迫状態最大値の生成方法の概要を示す図。

符号の説明

１０ ***検査システム
１１３次元超音波画像診断装置
１２マンモグラフィ装置
１３画像処理装置
１０１非圧迫状態基点マーキング実行部
１０２非圧迫状態基点間距離取得部
１０３非圧迫状態基点間距離記録部
１０４３次元ボリュームデータ生成部
１０５３次元ボリュームデータ記録部
１１１ ***圧迫実行部
１１２マンモグラフィ画像生成部
１１３圧迫状態基点間距離取得部
１１４圧迫状態基点間距離記録部
１１５圧迫状態圧迫板基点間距離取得部
１１６圧迫状態圧迫板基点間距離記録部
１１７マンモグラフィ画像記録部
１２１３次元ボリュームデータ取得部
１２２マンモグラフィ画像取得部
１２３画像処理部
１２４エッジ最大値生成部
１２５圧迫状態圧迫板基点間距離取得部
１２６Ｘ軸方向圧迫係数生成部
１２７非圧迫状態基点間距離取得部
１２８圧迫状態基点間距離取得部
１２９Ｙ軸方向圧迫係数生成部
１３０圧迫状態最大値生成部
１３１Ｚ軸方向圧迫係数生成部
１３２仮想マンモグラフィ画像生成部
１３３表示制御部

Claims

***のマンモグラフィ画像及び超音波画像を生成・表示する***検査システムにおいて、
超音波の３次元ボリュームデータと、前記マンモグラフィ画像と、マンモグラフィ装置の非圧迫状態で前記***表面に配置された第１、第２及び第３起点の各位置情報とに基づいて、３次元直交座標系に換算される圧迫係数をそれぞれ生成する圧迫係数生成部と、
前記圧迫係数を前記３次元ボリュームデータに適用して、擬似的な圧迫画像である仮想マンモグラフィ画像を生成する仮想マンモグラフィ画像生成部と、
前記マンモグラフィ画像及び前記仮想マンモグラフィ画像の表示を制御する表示制御部と、
を有することを特徴とする***検査システム。
前記圧迫係数生成部は、前記３次元ボリュームデータと、前記マンモグラフィ画像と、前記マンモグラフィ装置の圧迫状態における前記第１起点の位置情報と、前記マンモグラフィ装置の圧迫状態及び非圧迫状態のそれぞれにおける前記第２及び第３起点の位置情報とに基づいて、前記３次元直交座標系の圧迫係数をそれぞれ生成することを特徴とする請求項１に記載の***検査システム。
前記圧迫係数生成部は、前記３次元ボリュームデータから生成される第１軸方向の最大値を基に、前記３次元直交座標系のうちの第１軸方向の圧迫係数を生成し、前記マンモグラフィ画像から生成されるエッジ画像のエッジ最大値と、前記マンモグラフィ装置の下側圧迫板と前記第１起点との間の距離とを基に前記３次元直交座標系のうちの第２軸方向の圧迫係数を生成し、前記非圧迫状態における前記第２及び第３起点間の距離と、前記圧迫状態における前記第２及び第３起点間の距離とを基に、前記３次元直交座標系のうちの第３軸方向の圧迫係数を生成することを特徴とする請求項２に記載の***検査システム。