放射線断層画像取得装置
【課題】円弧状に移動しながら複数のＸ線照射をおこない、より品質の良い行い乳房の断層画像を得るトモシンセシス撮影装置を提供する。
【解決手段】乳房の放射線画像を検出する放射線画像検出器と、放射線画像検出に対向して設けられ、円弧状に移動しながら複数の照射方向から放射線を照射する放射線照射部と、乳房の被写体の厚さを検出する検出手段と、照射方向θと被写体の厚さｂに応じて、放射線画像検出器２４１に入射する放射線量が一定になるように照射方向θから照射する放射線量の制御手段を備える。
【解決手段】乳房の放射線画像を検出する放射線画像検出器と、放射線画像検出に対向して設けられ、円弧状に移動しながら複数の照射方向から放射線を照射する放射線照射部と、乳房の被写体の厚さを検出する検出手段と、照射方向θと被写体の厚さｂに応じて、放射線画像検出器２４１に入射する放射線量が一定になるように照射方向θから照射する放射線量の制御手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影により断層画像を取得する放射線断層画像取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線撮影装置（ＣＲ：computed radiography）においても、患部をより詳しく観察するために、Ｘ線管を移動させて異なる角度から被写体にＸ線を照射して撮影を行い、得た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（Tomosynthesis）が提案されている。
トモシンセシス撮影では、Ｘ線管をフラットパネルなどの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、異なる照射角から一定の被写体にＸ線量で照射して撮影した複数の放射線画像を取得して、これらの放射線画像を再構成して断層画像を作成する。断層画像は、複数の放射線画像を平行移動したり画像の大きさを調整して加算することにより取得することができる（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００３】
また、トモシンセシスを行うために被写体に複数回を照射するときに、単純Ｘ線撮影と同じ線量を毎回照射すると被曝量が大きくなるため、１回当たりに照射する線量は照射回数が増えるほど低い線量の放射線を照射するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０５０３１公報
【特許文献２】特開２００４−１８８２００公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、異なる照射角から撮影を行うと放射線が被写体を透過する距離が違ってくるため、一定の線量で撮影を行なっても撮影される画像の濃度が変わってくる。また、トモシンセシス撮影では複数回撮影を行うため、１回当たりに照射する線量は少なくするため、各放射線画像上に距離による影響が大きく表れ、放射線画像を加算して得られる断層画像上にもその影響が現れることになる。
【０００６】
そこで、本願発明では、トモシンセシス撮影において、より品質のよい断層画像が得られるような放射線画像を取得する放射線断層画像取得装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の乳房画像撮影装置は、乳房の放射線画像を検出する放射線画像検出器と、
前記放射線画像検出器に対向して設けられ、円弧状に移動しながら複数の照射方向から放射線を照射しトモシンセシス撮影をする放射線照射部と、
前記乳房を載せる撮影台と、
前記乳房の厚さを検出する厚さ検出手段と、
前記各照射方向と前記厚さに応じて、前記放射線画像検出器に入射する放射線量が一定になるように前記各照射方向から照射する放射線量を制御する放射線照射量制御手段とを備え、
前記放射線照射量制御手段が、
前記放射線照射部が基準方向において照射した放射線量と、前記基準方向において前記放射線照射部が放射線を照射したときに前記放射線画像検出器により検出された放射線量と、前記基準方向と前記各照射方向とのなす角とに基づいて、前記各照射方向から照射する放射線量を制御するものであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記乳房画像撮影装置が、前記放射線照射量制御手段が、
前記照射した放射線量と前記放射線画像検出器により検出された放射線量とを用いて前記乳房を放射線が透過するときの透過係数を求めて、該透過係数および前記基準方向と前記各照射方向とのなす角とに基づいて前記各照射方向から照射した放射量を制御するものであってもよい。
【０００９】
また、上記乳房画像撮影装置が、前記撮影台の上面の法線方向に対する前記照射方向の傾きが大きくなるに従って、前記法線方向から放射線を照射したときより放射線量が大きくなるように制御するものであってもよい。
【００１０】
さらに、上記乳房画像撮影装置が、前記撮影台上に載せた乳房を圧迫する圧迫板および該圧迫板を移動する圧迫板移動手段をさらに備え、
前記厚さ検出手段は、前記圧迫板移動手段で前記圧迫板を移動させて前記乳房を圧迫したときの前記圧迫板の位置に基づいて、前記乳房の厚さを求めるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トモシンセシス撮影を行う際に、被写体と放射線の照射方向に応じて、放射線画像検出器に入射する放射線量が一定になるように制御することにより、トモシンセシス撮影した放射線画像から生成した断層画像の品質を向上させることができる。
【００１２】
また、基準方向から放射線照射部が照射した放射量と被写体を透過した放射線量から、被写体によって減衰する放射線量に応じて放射線照射部から照射する放射線量を制御することにより、被写体によらず常に適切な線量でトモシンセシス撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】放射線断層画像取得装置の構成図
【図２】乳房画像撮影装置のアームの部分の正面図
【図３】乳房画像撮影装置のアームの部分の回転の様子を表わした正面図
【図４】圧迫板と撮影台内の固体検出器と線量検出器の関係を表わす図
【図５】乳房用画像撮像装置の撮影台内部の概略図
【図６】放射線画像検出器（固体検出器）の概略図
【図７】放射線画像検出器および電流検出手段の接続態様を示した図
【図８】電流検出手段および高電圧電源部の詳細およびこれらと固体検出器の接続態様を示したブロック図
【図９】放射線の減衰と放射線源からの照射方向の関係を説明するための図
【図１０】放射線画像検出器に到達した放射線の減衰を表す図
【図１１】断層画像生成装置の構成図
【図１２】放射線画像から断層画像を再構成する方法を説明するための図
【図１３】撮影時の撮影台の傾きと乳房の位置を示す図
【図１４】撮影角と撮影間隔の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態では、撮影台に乳房を載せて圧迫板で乳房を圧迫した状態で撮影する乳房画像撮影装置に、トモシンセシスの機能を設けて、圧迫した状態の乳房をトモシンセシス撮影する放射線断層画像取得装置について説明する。
【００１５】
図１は、本発明による放射線断層画像取得装置の概略図、図２は放射線断層画像取得装置を構成する乳房画像撮影装置のアーム部分の正面図である。
【００１６】
放射線断層画像取得装置１は、被写体の乳房Ｍを異なる方向から放射線を照射して撮影した複数の放射線画像を取得する乳房画像撮影装置２と、乳房画像撮影装置２で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する断層画像生成装置３と、乳房画像撮影装置２と断層画像生成装置３を接続するネットワーク４から構成される。
【００１７】
乳房画像撮影装置２は、内部に放射線照射部（以下、放射線源という）２２を収納する放射線収納部２３と、内部にフラットパネルディテクター等の放射線画像検出器２４１をカセッテなど記録媒体保持部に収容した撮影台２４と、放射線収納部２３と撮影台２４とが対向するように連結するアーム２５と、アーム２５を軸Ｃで取り付ける基台２６と、放射線源２２からの放射線の照射を制御する放射線源制御部２７と、断層画像生成装置３にネットワーク４を介して撮影した放射線画像などのデータの送信を行う送信部２６１とから構成される。
【００１８】
基台２６には、さらに、オペレータがアーム２５の高さや回転量や方向を調整するための操作部２８と、操作部２８からの入力に従ってアーム２５を上下移動および回転移動させるアーム移動手段２９が設けられる。
【００１９】
アーム２５には、放射線収納部２３と撮影台２４の間に、撮影台２４上に上から被写体の乳房Ｍを押さえつけて圧迫する圧迫板２１０を取り付けるための取付部２５１と、取付部２５１をアーム２５の縦方向に上下動する圧迫板移動手段２５２が設けられる。
【００２０】
圧迫板２１０にはアーム２５の取付部２５１に差し込むための差込部２１１が設けられる。
【００２１】
放射線収納部２３には、内部に放射線源２２が収納され、放射線源移動手段２２１でアーム移動手段２９を制御して、図２に示すようにＣ軸を中心に放射線収納部２３を回転させ、照射線源２２を撮影台２４の被写体の胸壁Ｈに向かう辺（通常は、矩形の撮影台２４の長辺）に沿った方向に円弧状に放射線源２２を移動させる（図３参照）。
【００２２】
放射線源２２は、円弧状に移動しながらS1、S2、・・・、SNの各照射位置から撮影台２４上に載せられた乳房Ｍに対して異なる照射方向から放射線を照射する。また、乳房Ｍの撮影を行う際には、撮影台２４上に乳房Ｍを置いて上から圧迫板２１０で圧迫した状態で撮影を行うため乳房Ｍの厚さは４ｃｍ〜５ｃｍ位になる。そこで、乳房Ｍを観察するのに適した画像を取得するためには、照射線源２が、撮影台２４の撮影面の中心付近（具体的には、撮影台２４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程度上がった点Ｑ（以下、照射ポイントという）に向けて各位置から放射線を照射するのか好ましい。
【００２３】
撮影台２４の内部には、図２に示すように、放射線の照射を受けて乳房Ｍを透過した線量に応じた放射線画像を記録し、記録した放射線画像を出力するフラットパネルディテクター２４１と、フラットパネルディテクター２４１の下に放射線収納部２３から照射された放射線が乳房Ｍを透過した線量を検出する線量検出器２４２とが配置されている。
【００２４】
また、アーム２５の回転中心がフラットパネルディテクター２４１の中心となるようにフラットパネルディテクター２４１の中心位置に回転の中心となる軸Ｃを取り付けて、アーム２５を基台２６に取り付ける（図２参照）。
【００２５】
以下、本実施の形態では、放射線画像検出器２４１がフラットパネルディテクターである場合の撮影台２４の構成について、図４から図７を用いて説明する。
【００２６】
撮影台２４の内部には、図４に示すように、放射線画像検出器２４１に記録された画像情報の読取時に使用される読取用露光光源部２４３と、読取用露光光源部２４３を副走査方向に移動させる読取用露光光源部移動手段２４４と、読取用露光光源部２４３による放射線画像検出器２４１への走査露光時に放射線画像検出器２４１から流れ出す電流を検出して画像信号を得る電流検出手段２４５と、放射線画像検出器２４１に所定の電圧を印加する高電圧電源部２４６と、撮影開始前に放射線画像検出器２４１に前露光光を照射する前露光光源部２６０と、放射線画像検出器２４１を撮影台２４内部において被写体の胸壁Ｈに近接させる方向および胸壁Ｈから離間させる方向（上述の副走査方向）に移動させる放射線画像検出器移動手段２４７と、読取用露光光源部２４３、電流検出手段２４５、高電圧電源部２４６、前露光光源部２６０、移動手段２４７および２４４を制御する制御手段２４８とが配置される。
【００２７】
放射線画像検出器２４１は、直接変換方式かつ光読出方式の固体検出器であって、画像情報を担持する記録光が照射されることによりこの画像情報を静電潜像として記録し、読取光で走査されることにより静電潜像に応じた電流を発生するものであり、具体的には図６に示すように、ガラス基板４１６上に形成されており、乳房Ｍを透過した放射線（以下、記録光という）に対して透過性を有する第一導電層４１１、記録光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する記録用光導電層４１２、第一導電層４１１に帯電される潜像極性電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層４１３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層４１４、読取光に対して透過性を有する第二導電層４１５をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層４１２と電荷輸送層４１３との界面に蓄電部４１７が形成される。
【００２８】
第一導電層４１１および第二導電層４１５はそれぞれ電極をなすものであり、第一導電層４１１の電極は２次元状に平坦な平板電極とされ、第二導電層４１５の電極は図中斜線で示すように、記録されている画像情報を画像信号として検出するための多数のエレメント（線状電極）４１５ａが画素ピッチでストライプ状に配されたストライプ電極とされている（例えば特開２０００−１０５２９７記載の静電記録体を参照）。エレメント４１５ａの配列方向が主走査方向、エレメント４１５ａの長手方向が副走査方向に対応する。
【００２９】
この固体検出器２４１のサイズは大きいサイズの乳房Ｍに対応できるように長辺３０ｃｍ×短辺２４ｃｍのものを用い、長辺方向が主走査方向、短辺方向が副走査方向となるように撮影台２４内に収容される。
【００３０】
読取用露光光源部２４３としては、ＬＥＤチップが一列に複数並べられて構成されたライン光源と、該光源から出力された光を固体検出器２４１上で線状に照射させる光学系とからなるものを用いる。なお、光源部２４３を固体検出器２４１と必要な距離を保ったままリニアモータからなる移動手段２４４により、固体検出器２４１のストライプ電極４１５ａ長手方向、即ち副走査方向に走査することにより固体検出器２４１の全面の露光を行う。なお、読取用露光光源部２４３および移動手段２４４により読取光走査手段が構成される。
【００３１】
図７は固体検出器２４１および電流検出手段２４５の接続態様の詳細を示した図である。図示するように、被検者の胸壁Ｈに接する辺において、固体検出器２４１の各エレメント４１５ａがＴＡＢ（ Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ ）フィルム上に形成されたプリントパターン（不図示）を介してチャージアンプＩＣ２３３と接続され、さらにチャージアンプＩＣ２３３がＴＡＢフィルム２３２上に形成されたプリントパターン（不図示）を介してプリント基板２３１と接続されている。なお、本実施の形態では全てのエレメント２１５ａを１つのチャージアンプＩＣ２３３に接続するのではなく、全体として数個〜数１０個のチャージアンプＩＣ２３３を設け、順次隣接する数本〜百本程度のエレメント４１５ａ毎に各チャージアンプＩＣ２３３に接続するようにしている。
【００３２】
なお、電流検出手段２４５は、上述の態様に限定されるものではなく、チャージアンプＩＣ２３３をＴＡＢフィルム上に形成せずに、ガラス基板４１６上に形成する、いわゆるＣＯＧ（ Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ ）と呼ばれる態様としてもよい。
【００３３】
図８は撮影台２４内に設けられた電流検出手段２４５および高電圧電源部７１０の詳細、並びにこれらと固体検出器２４１との接続態様を示したブロック図である。
【００３４】
高電圧電源部７１０は、高電圧電源７１１とバイアス切換手段７１２とが一体化された回路であり、高電圧電源７１１は、一旦、静電記録部２４１へのバイアス印加／短絡など切換えのためバイアス切換手段７１２を介して静電記録部２４１に接続されている。なお、この回路は、切換え時に流れる電流の尖頭値を制限して装置の電流が集中する箇所の破壊を防ぐために、充放電過大電流を防止するように設計されている。
【００３５】
ＴＡＢフィルム上に設けられたチャージアンプＩＣ２３３は、固体検出器２４１の各エレメント４１５ａ毎に接続された多数のチャージアンプ２３３ａおよびサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）２３３ｂ、各サンプルホールド２３３ｂからの信号をマルチプレクスするマルチプレクサ２３３ｃを備えている。固体検出器２４１から流れ出す電流は各チャージアンプ２３３ａにより電圧に変換され、該電圧がサンプルホールド２３３ｂにより所定のタイミングでサンプルホールドされ、サンプルホールドされた各エレメント４１５ａに対応する電圧がエレメント４１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ２３３ｃから順次出力される（主走査の一部に相当する）。マルチプレクサ２３３ｃから順次出力された信号はプリント基板２３１上に設けられたマルチプレクサ２３１ｃに入力され、さらに各エレメント４１５ａに対応する電圧がエレメント４１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ２３１ｃから順次出力され主走査が完了する。マルチプレクサ２３１ｃから順次出力された信号はＡ／Ｄ変換部２３１ａによりデジタル信号に変換され、デジタル信号がメモリ２３１ｂに格納される。
【００３６】
前露光光源部２６０としては、短時間で発光／消光し、残光の非常に小さい光源が必要となるため、本実施の形態においては外部電極型希ガス蛍光ランプを利用する。詳細には前露光光源部２６０は、図５に示すように、図中紙面奥方向に延びる複数の外部電極型希ガス蛍光ランプ２６１と、該蛍光ランプ２６１と固体検出器２４１との間に挿入された波長選択フィルタ２６２と、蛍光ランプ２６１の後方に配され、蛍光ランプ２６１から出力された光を効率よく固体検出器２４１側へ反射するための反射板２６３とを備える。なお、前露光光は固体検出器２４１の第二導電層４１５全体に照射すればよく特に集光手段は必要ないが、照度分布は小さい方がよい。なお、光源としては蛍光ランプの代わりに、例えばＬＥＤチップを面的に並べたものを利用するもことできる。
【００３７】
移動手段２４７は、図示しないリニアモータなどにより構成され、固体検出器２４１を撮影位置と読取位置との間で平行往復移動させる。
【００３８】
フラットパネルディテクターは、上述で説明したような固体検出器以外にも、固体検出素子の蓄電部に蓄積された信号電荷を、該蓄電部と接続されたＴＦＴを走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式を用いることができる（例えば、特開2004-80749公報、特開2004-73256公報などを参照）。
【００３９】
線量検出器（線量検出手段）２４２は、フラットパネルディテクター２４１の下部に設置され、放射線照射部が照射した放射線がフラットパネルディテクター２４１に入射する入射量を検出する。線量検出器２４２として、例えば放射線の線量を計測するセンサーとして半導体検出器が配列されたAECセンサーが用いられる。あるいは、フラットパネルディテクター２４１に照射された放射線の線量から検出するようにしてもよい。以下、本実施の形態では、線量検出器２４２をAECセンサーとして説明する。
【００４０】
放射線源制御手段２７は、乳房の厚さを検出する厚さ検出手段２７１と、放射線源２２の管電圧や管電流などを制御してする放射線照射量制御手段２７２とを備える。
【００４１】
厚さ検出手段２７１は、圧迫板移動手段２５２で圧迫板２１０を移動させて乳房Ｍを圧迫したときの位置から乳房の厚さを求める。あるいは、操作パネルなどからオペレータが計測した乳房Ｍの厚さを入力したものを厚さ検出手段２７１で受取って用いてもよい。
放射線照射量制御手段２７２は、放射線源２２の管電圧や管電流などを制御して照射される放射線量を制御するが、放射線源２２の照射方向と被写体の厚さとに応じて、フラットパネルディテクター２４１に入射する放射線量が一定になるように放射線量を制御する。
【００４２】
そこで、まず、放射線源２２を基準位置に移動させて基準方向から照射を行い、AECセンサー２４２で検出した放射線量から、放射線源２２から照射された放射線が被写体を透過することにより減衰する基準減衰量を求める。
【００４３】
放射線源２２は、円弧状に移動しながらS1、S2、・・・、SNの各照射位置から撮影台２４上に載せられた乳房Ｍに対して異なる照射方向から放射線を照射するが、放射線源２２が被写体に放射線を照射する方向が撮影台２４の上面（あるいは、フラットパネルディテクター２４１の検出面）の法線方向より大きく傾きほど、放射線が被写体を透過する距離が大きくなり放射線の減衰量は大きくなる。そこで、放射線源２２が被写体に放射線を照射する方向が撮影台２４の上面の法線方向より大きく傾きほど、照射する放射線量を大きくする。
【００４４】
ここで、放射線の減衰と放射線源からの照射方向の関係について検討する。
【００４５】
まず、放射線源２２を撮影台２４の上面と平行に移動させながら撮影する場合について検討する。図９に示すように、放射線源２２から圧迫板２１０までの距離をａ、乳房Ｍの厚さをｂ、撮影台２４の上面からフラットパネルディテクター２４１までの距離をｃ、フラットパネルディテクター２４１からAECセンサー２４２までの距離をｄとし、放射線源２２が照射した放射線量をＤ０とする。
【００４６】
このとき、射線源２２が放撮影台２４の上面の法線方向よりθ傾いた方向から放射線を照射すると、圧迫板２１０の上面に到達する放射線Ｄ１は下式（１）のようになる。
Ｄ１＝α×Ｄ０／ａ(θ)２ （１）
ここで、ａ(θ)＝ａ／ｃｏｓθ
α ： 距離減衰係数
【００４７】
さらに、放射線Ｄ１が圧迫板２１０を透過して乳房Ｍの表面に到達する放射線Ｄ２は下式（２）のようになる。
Ｄ２＝β(θ)×Ｄ１ （２）
ここで、β(θ) ： 圧迫板の透過率
【００４８】
放射線Ｄ２が乳房Ｍを透過して撮影台２４の上面に到達する放射線Ｄ３は下式（３）のようになる。
【数１】
【００４９】
放射線Ｄ３が撮影台２４を透過してフラットパネルディテクター２４１の上面に到達した放射線Ｄ４は下式（４）のようになる。
【数２】
【００５０】
放射線Ｄ４がフラットパネルディテクター２４１を透過してAECセンサー２４２に到達した放射線Ｄ５は下式（５）のようになる。
【数３】
【００５１】
図３に示すように、放射線源２２を照射ポイントＱを中心にした円弧上を移動させる場合に、AECセンサー２４２に到達する放射線Ｄ５’は、放射線源２２とフラットパネルディテクター２４１との距離Ｌ’を用いて以下のように修正される。図９に示すように、照射ポイントＱを中心にした円弧上を移動する放射線源２２から照射ポイントＱまでの距離をＲとすると、放射線源２２とAECセンサー２４２との距離Ｌ’は下式（６）のように表される。
Ｌ’＝Ｌ(θ)＋Ｒ(１−１／ｃｏｓθ) （６）
【００５２】
したがって、放射線源２２は照射ポイントＱを中心にした円弧上を移動させる場合にAECセンサー２４２に到達する放射線Ｄ５’は下式（７）のようになる。
【数４】
【００５３】
上述のα、β(θ)、γ(θ)、ω(θ)は、それぞれ装置によって決まる既知の値である。また、Ｄ０は放射線源２２が照射した放射線量であり、Ｄ５’はAECセンサー２４２で検出された放射線量である。そこで、放射線源２２が基準位置にあるときに基準方向から照射した放射線量Ｄ０と、AECセンサー２４２で検出された放射線量Ｄ５’と、α、β(θ)、γ(θ)、ω(θ)の値を式（７）に代入することにより係数λを求めることができる。例えば、撮影台２４上の乳房Ｍの略中心を通り撮影台２４の上面の法線方向に伸びた線上の放射線源２２の位置を基準位置（つまり、θ＝０を基準方向）とすると、式（７）は下式（８）のようになる。
【数５】
【００５４】
式（８）に、θ＝０のときに放射線源２２から照射した放射線量と、AECセンサー２４２で検出された放射線量と、α、β(０)、γ(０)、ω(０)の値を代入して係数λを求める。
【００５５】
放射線照射量制御手段２７２は、フラットパネルディテクター２４１の上面に到達した放射線Ｄ４が一定になるように、放射線源２２から照射する放射線量Ｄ０を各照射位置S1、S2、・・・、SNかで調整するのが好ましい。放射線源２２は照射ポイントＱを中心にした円弧上を移動させる場合には、フラットパネルディテクター２４１の上面に到達する放射線Ｄ４’は、下式（９）のようになる。
【数６】
【００５６】
そこで、放射線照射量制御手段２７２で（９）式のＤ４’が一定となるように放射線源２２から放射線を照射するように管電圧や管電流などを制御する。また、放射線源２２を撮影台２４の上面と平行に移動させる場合には、（４）式のＤ４が一定となるように放射線源２２の管電圧や管電流などを制御する。
【００５７】
（９）式は、θが大きく傾いてｂ（θ）が大きくなるほど（つまり、放射線が前記被写体を透過する距離が大きくなるほど）、図１０に示すように、フラットパネルディテクター２４１の上面に到達する放射線量は減衰する。従って、θが大きく傾いて放射線が乳房Ｍを透過する距離が大きくなるほど、放射線源２２から照射する放射線量を大きくする。
【００５８】
図１１は本実施の形態の断層画像生成装置３の概略図である。
【００５９】
断層画像生成装置３は、乳房画像撮影装置２で撮影した放射線画像Iを受信する受信手段３１と、放射線画像Iを記憶する放射線画像記憶手段３２と、複数の放射線画像Iから断層画像Tを再構成する断層画像再構成手段３４と、断層画像Tを表示する表示部３５とを備える。
【００６０】
放射線画像記憶手段３２は、ハードディスクなどの大容量記憶装置である。放射線画像記憶手段３２には、乳房画像撮影装置２で放射線源２２を各照射位置S1、S2、S3、・・・、Snに移動させながら撮影した放射線画像Iが複数記憶される。
【００６１】
断層画像再構成手段３４は、S1、S2、S3、・・・、Snの照射位置で撮影された複数の放射線画像Iから断層画像を生成する。図１２に示すように、放射線源をS1、S2、S3、・・・、Snの各位置に移動しながら異なる照射方向から乳房Ｍに放射線を照射すると、それぞれ放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inが得られるものとする。そこで、例えば、放射線源の位置S1から、異なる深さに存在する対象物（O１、O 2）を投影すると、放射線画像I1上にはP11、P12の位置に投影され、放射線源の位置S２から、対象物（O１、O2）を投影すると、放射線画像I2上にはP21、P22の位置に投影される。このように、放射線源２２を移動させながら異なる照射位置S1、S2、S3、・・・、Snから照射を行なうと、各放射線源２２の位置に対応して対象物O１は、P11、P21、P31、・・・、Pn1の位置に投影され、対象物O2は、P12、P22、P31、・・・、Pn2の位置に投影される。
【００６２】
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I2を（P21−P11）分移動させ、放射線画像I3を（P31−P11）分移動させ、・・・、放射線画像Inを（Pn1−P11）分移動させた放射線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生成される。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I2は（P22−P12）分移動させ、放射線画像I3を（P32−P12）分移動させ、・・・、放射線画像Inを（Pn2−P12）分移動させて加算する。このようにして、スライス位置に応じて各放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを位置合わせして加算することにより、各深さの検出面に平行な断層画像を再構成する。
【００６３】
また、放射線源２２が各位置S1、S2、S3、・・・、Snから放射線を照射する照射方向に応じて、各深さに存在する対象物が放射線画像I上に投影される位置が異なる。そこで、断層画像再構成手段３４では、照射方向に応じた放射線画像I1、I2、・・・、Inの移動量を算出して、断層画像の再構成を行う。
【００６４】
ここで、本実施の形態の断層画像取得装置を用いて、被写体の乳房を撮影して断層画像を生成する流れについて具体的に説明する。
【００６５】
まず、乳房Ｍの撮影を行うために、被写体が乳房画像撮像装置２の横に立つと、オペレータは、操作パネルなどの操作部２８から被写体の身長に応じたアームの高さと、乳房Ｍの大きさや形状に応じたアームの回転角を入力し、入力された高さと回転角に応じてアーム移動手段２９でアーム２５の高さと角度を調整する。MLO撮影の場合は、撮影台２４が被写体の胸筋に平行になるように、撮影台２４を水平方向から45°〜80°の範囲で傾ける（図１３参照）。通常は、60°程度傾けて撮影する。CC撮影の場合には、撮影台２４を水平方向に保ち、高さを調整する。
【００６６】
また、照射方向がθ＝０°のときに放射線源２２から照射した放射線が乳房Ｍの中心部分を通るように乳房Ｍを撮影台２４の撮影面上に置く。つまり、図１３に示すように、乳房Ｍの中心部分を通り、撮影台２４内の放射線検出器２４１の検出面から法線方向に伸びたところに放射線源２２が位置するように乳房Ｍが置かれる。
【００６７】
乳房Ｍは立体的で厚みがあるため、そのまま撮影をすると乳腺や脂肪、血管などが障害になり腫瘍が写しだされないことがあるため、マンモグラフィの検査をする際には、圧迫板２１０で乳房Ｍをはさんで薄く均等に引き伸ばして、少ない放射線で小さなしこりの影まではっきり写しだすようにする。そこで、撮影台２４が撮影に最適な高さと傾きに調整されると、乳房Ｍを圧迫板２１０で圧迫する。
【００６８】
オペレータは乳房Ｍの圧迫状態を確認しながら、操作パネルやフットスイッチなどの操作部２８を用いて徐々に乳房Ｍを加圧するような指示を入力すると、入力に従って圧迫板移動手段２５２でアーム２５の縦方向に徐々に圧迫板２１０を押し下げて行く。例えば、圧迫力はフットスイッチを１回押すごとに１ｋｇ単位で加圧されるようにして、乳房Ｍが撮影に適した厚さになるようにフットスイッチを押していく。あるいは、圧迫板が下がって乳房Ｍに触れると徐々に加圧されるようにしてもよい。
【００６９】
圧迫が完了すると、放射線収納部２３の放射線源２２から放射線を照射して乳房Ｍの撮影を開始する。
【００７０】
標準的な乳房Ｍでは、例えば、図１４に示すように、照射の範囲を乳房Ｍの中心から法線方向に伸びた線を挟んで±１５°の範囲とし、３°間隔で放射線画像を１１枚撮影する。各位置で照射する線量は、通常撮影のマンモグラフィを撮影するときの線量と、トモシンセシス撮影のトータルの線量が一致するように１回あたりのおおよその線量Ｄ０を決める。
【００７１】
まず、照射方向がθ＝０°の位置で放射線源２２から線量Ｄ０で照射を行い、AECセンサー２４１で検出された放射量Ｄ５と放射線源２２から照射した線量Ｄ０とを用いて、式（８）から係数λを求める。
【００７２】
放射線源移動手段２２１で放射線源２２を各照射位置S1、S2、・・・、Snに順番に移動させるが、放射線照射量制御手段２７２は、フラットパネルディテクター２４１の上面に到達する放射線量（Ｄ４’）が一定となるように、各照射位置S1、S2、・・・、Snで放射線源２２から照射する放射線を制御する。このようにして各照射位置から乳房Ｍの照射ポイントQに向けて放射線を照射して放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを取得する。
【００７３】
取得された放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを、送信部２６１からを断層画像生成装置３に送信する。さらに、各放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを撮影した照射位置S1、S2、・・・、SNなどの撮影条件も断層画像生成装置３に送信する。
【００７４】
断層画像生成装置３は、受信手段３１で乳房画像撮像装置２から送信された放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを放射線画像記憶手段３２に記憶する。
【００７５】
再構成手段３４は、撮影条件記憶手段３３に記憶されている各放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを撮影した照射位置S1、S2、・・・、Snに応じて、各深さにおける断層位置の断層画像を放射線画像記憶手段３２に放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inから再構成する。表示部３５は、再構成された断層画像を表示する。
【００７６】
以上詳細に説明したように、各照射位置でフラットパネルディテクターなどの画像検出器に到達する放射線量が一定になるようにして撮影された画像の濃度を一定にすることで、断層画像の精度を向上させることが可能になる。
【００７７】
上述の実施の形態では、放射線源が円弧状に移動させながらトモシンセシス撮影を行う場合について説明を行ったが、撮影台の上面と平行に放射線源を移動させるようにしてもよい。撮影台の上面と平行に放射線源を移動させるようにする場合には、フラットパネルディテクターに到達する放射線量は（４）式であらわされ、Ｄ４の値が一定となるように放射線源から照射する量を制御する。
【００７８】
上述の実施の形態では、乳房を撮影する場合について説明したが、被写体の他の部位を撮影するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１ 放射線断層画像取得装置
２ 乳房画像撮影装置
３ 断層画像生成装置
４ ネットワーク
２２ 放射線照射部
２３ 放射線収納部
２４ 撮影台
２５ アーム
２６ 基台
２７ 放射線源制御部
２８ 操作部
２９ アーム移動手段
３１ 受信手段
３２ 放射線画像記憶手段
３３ 撮影条件記憶手段
３４ 再構成手段
３５ 表示部
２１０ 圧迫板
２４１ 放射線画像検出器
２５１ 取付部
２５２ 圧迫板移動手段
２１０ 圧迫板
２１１ 差込部
２２１ 放射線源移動手段
２６１ 送信部
２７１ 厚さ検出手段
２７２ 放射線照射量制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影により断層画像を取得する放射線断層画像取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線撮影装置（ＣＲ：computed radiography）においても、患部をより詳しく観察するために、Ｘ線管を移動させて異なる角度から被写体にＸ線を照射して撮影を行い、得た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（Tomosynthesis）が提案されている。
トモシンセシス撮影では、Ｘ線管をフラットパネルなどの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、異なる照射角から一定の被写体にＸ線量で照射して撮影した複数の放射線画像を取得して、これらの放射線画像を再構成して断層画像を作成する。断層画像は、複数の放射線画像を平行移動したり画像の大きさを調整して加算することにより取得することができる（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００３】
また、トモシンセシスを行うために被写体に複数回を照射するときに、単純Ｘ線撮影と同じ線量を毎回照射すると被曝量が大きくなるため、１回当たりに照射する線量は照射回数が増えるほど低い線量の放射線を照射するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０５０３１公報
【特許文献２】特開２００４−１８８２００公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、異なる照射角から撮影を行うと放射線が被写体を透過する距離が違ってくるため、一定の線量で撮影を行なっても撮影される画像の濃度が変わってくる。また、トモシンセシス撮影では複数回撮影を行うため、１回当たりに照射する線量は少なくするため、各放射線画像上に距離による影響が大きく表れ、放射線画像を加算して得られる断層画像上にもその影響が現れることになる。
【０００６】
そこで、本願発明では、トモシンセシス撮影において、より品質のよい断層画像が得られるような放射線画像を取得する放射線断層画像取得装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の乳房画像撮影装置は、乳房の放射線画像を検出する放射線画像検出器と、
前記放射線画像検出器に対向して設けられ、円弧状に移動しながら複数の照射方向から放射線を照射しトモシンセシス撮影をする放射線照射部と、
前記乳房を載せる撮影台と、
前記乳房の厚さを検出する厚さ検出手段と、
前記各照射方向と前記厚さに応じて、前記放射線画像検出器に入射する放射線量が一定になるように前記各照射方向から照射する放射線量を制御する放射線照射量制御手段とを備え、
前記放射線照射量制御手段が、
前記放射線照射部が基準方向において照射した放射線量と、前記基準方向において前記放射線照射部が放射線を照射したときに前記放射線画像検出器により検出された放射線量と、前記基準方向と前記各照射方向とのなす角とに基づいて、前記各照射方向から照射する放射線量を制御するものであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記乳房画像撮影装置が、前記放射線照射量制御手段が、
前記照射した放射線量と前記放射線画像検出器により検出された放射線量とを用いて前記乳房を放射線が透過するときの透過係数を求めて、該透過係数および前記基準方向と前記各照射方向とのなす角とに基づいて前記各照射方向から照射した放射量を制御するものであってもよい。
【０００９】
また、上記乳房画像撮影装置が、前記撮影台の上面の法線方向に対する前記照射方向の傾きが大きくなるに従って、前記法線方向から放射線を照射したときより放射線量が大きくなるように制御するものであってもよい。
【００１０】
さらに、上記乳房画像撮影装置が、前記撮影台上に載せた乳房を圧迫する圧迫板および該圧迫板を移動する圧迫板移動手段をさらに備え、
前記厚さ検出手段は、前記圧迫板移動手段で前記圧迫板を移動させて前記乳房を圧迫したときの前記圧迫板の位置に基づいて、前記乳房の厚さを求めるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トモシンセシス撮影を行う際に、被写体と放射線の照射方向に応じて、放射線画像検出器に入射する放射線量が一定になるように制御することにより、トモシンセシス撮影した放射線画像から生成した断層画像の品質を向上させることができる。
【００１２】
また、基準方向から放射線照射部が照射した放射量と被写体を透過した放射線量から、被写体によって減衰する放射線量に応じて放射線照射部から照射する放射線量を制御することにより、被写体によらず常に適切な線量でトモシンセシス撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】放射線断層画像取得装置の構成図
【図２】乳房画像撮影装置のアームの部分の正面図
【図３】乳房画像撮影装置のアームの部分の回転の様子を表わした正面図
【図４】圧迫板と撮影台内の固体検出器と線量検出器の関係を表わす図
【図５】乳房用画像撮像装置の撮影台内部の概略図
【図６】放射線画像検出器（固体検出器）の概略図
【図７】放射線画像検出器および電流検出手段の接続態様を示した図
【図８】電流検出手段および高電圧電源部の詳細およびこれらと固体検出器の接続態様を示したブロック図
【図９】放射線の減衰と放射線源からの照射方向の関係を説明するための図
【図１０】放射線画像検出器に到達した放射線の減衰を表す図
【図１１】断層画像生成装置の構成図
【図１２】放射線画像から断層画像を再構成する方法を説明するための図
【図１３】撮影時の撮影台の傾きと乳房の位置を示す図
【図１４】撮影角と撮影間隔の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態では、撮影台に乳房を載せて圧迫板で乳房を圧迫した状態で撮影する乳房画像撮影装置に、トモシンセシスの機能を設けて、圧迫した状態の乳房をトモシンセシス撮影する放射線断層画像取得装置について説明する。
【００１５】
図１は、本発明による放射線断層画像取得装置の概略図、図２は放射線断層画像取得装置を構成する乳房画像撮影装置のアーム部分の正面図である。
【００１６】
放射線断層画像取得装置１は、被写体の乳房Ｍを異なる方向から放射線を照射して撮影した複数の放射線画像を取得する乳房画像撮影装置２と、乳房画像撮影装置２で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する断層画像生成装置３と、乳房画像撮影装置２と断層画像生成装置３を接続するネットワーク４から構成される。
【００１７】
乳房画像撮影装置２は、内部に放射線照射部（以下、放射線源という）２２を収納する放射線収納部２３と、内部にフラットパネルディテクター等の放射線画像検出器２４１をカセッテなど記録媒体保持部に収容した撮影台２４と、放射線収納部２３と撮影台２４とが対向するように連結するアーム２５と、アーム２５を軸Ｃで取り付ける基台２６と、放射線源２２からの放射線の照射を制御する放射線源制御部２７と、断層画像生成装置３にネットワーク４を介して撮影した放射線画像などのデータの送信を行う送信部２６１とから構成される。
【００１８】
基台２６には、さらに、オペレータがアーム２５の高さや回転量や方向を調整するための操作部２８と、操作部２８からの入力に従ってアーム２５を上下移動および回転移動させるアーム移動手段２９が設けられる。
【００１９】
アーム２５には、放射線収納部２３と撮影台２４の間に、撮影台２４上に上から被写体の乳房Ｍを押さえつけて圧迫する圧迫板２１０を取り付けるための取付部２５１と、取付部２５１をアーム２５の縦方向に上下動する圧迫板移動手段２５２が設けられる。
【００２０】
圧迫板２１０にはアーム２５の取付部２５１に差し込むための差込部２１１が設けられる。
【００２１】
放射線収納部２３には、内部に放射線源２２が収納され、放射線源移動手段２２１でアーム移動手段２９を制御して、図２に示すようにＣ軸を中心に放射線収納部２３を回転させ、照射線源２２を撮影台２４の被写体の胸壁Ｈに向かう辺（通常は、矩形の撮影台２４の長辺）に沿った方向に円弧状に放射線源２２を移動させる（図３参照）。
【００２２】
放射線源２２は、円弧状に移動しながらS1、S2、・・・、SNの各照射位置から撮影台２４上に載せられた乳房Ｍに対して異なる照射方向から放射線を照射する。また、乳房Ｍの撮影を行う際には、撮影台２４上に乳房Ｍを置いて上から圧迫板２１０で圧迫した状態で撮影を行うため乳房Ｍの厚さは４ｃｍ〜５ｃｍ位になる。そこで、乳房Ｍを観察するのに適した画像を取得するためには、照射線源２が、撮影台２４の撮影面の中心付近（具体的には、撮影台２４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程度上がった点Ｑ（以下、照射ポイントという）に向けて各位置から放射線を照射するのか好ましい。
【００２３】
撮影台２４の内部には、図２に示すように、放射線の照射を受けて乳房Ｍを透過した線量に応じた放射線画像を記録し、記録した放射線画像を出力するフラットパネルディテクター２４１と、フラットパネルディテクター２４１の下に放射線収納部２３から照射された放射線が乳房Ｍを透過した線量を検出する線量検出器２４２とが配置されている。
【００２４】
また、アーム２５の回転中心がフラットパネルディテクター２４１の中心となるようにフラットパネルディテクター２４１の中心位置に回転の中心となる軸Ｃを取り付けて、アーム２５を基台２６に取り付ける（図２参照）。
【００２５】
以下、本実施の形態では、放射線画像検出器２４１がフラットパネルディテクターである場合の撮影台２４の構成について、図４から図７を用いて説明する。
【００２６】
撮影台２４の内部には、図４に示すように、放射線画像検出器２４１に記録された画像情報の読取時に使用される読取用露光光源部２４３と、読取用露光光源部２４３を副走査方向に移動させる読取用露光光源部移動手段２４４と、読取用露光光源部２４３による放射線画像検出器２４１への走査露光時に放射線画像検出器２４１から流れ出す電流を検出して画像信号を得る電流検出手段２４５と、放射線画像検出器２４１に所定の電圧を印加する高電圧電源部２４６と、撮影開始前に放射線画像検出器２４１に前露光光を照射する前露光光源部２６０と、放射線画像検出器２４１を撮影台２４内部において被写体の胸壁Ｈに近接させる方向および胸壁Ｈから離間させる方向（上述の副走査方向）に移動させる放射線画像検出器移動手段２４７と、読取用露光光源部２４３、電流検出手段２４５、高電圧電源部２４６、前露光光源部２６０、移動手段２４７および２４４を制御する制御手段２４８とが配置される。
【００２７】
放射線画像検出器２４１は、直接変換方式かつ光読出方式の固体検出器であって、画像情報を担持する記録光が照射されることによりこの画像情報を静電潜像として記録し、読取光で走査されることにより静電潜像に応じた電流を発生するものであり、具体的には図６に示すように、ガラス基板４１６上に形成されており、乳房Ｍを透過した放射線（以下、記録光という）に対して透過性を有する第一導電層４１１、記録光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する記録用光導電層４１２、第一導電層４１１に帯電される潜像極性電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層４１３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層４１４、読取光に対して透過性を有する第二導電層４１５をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層４１２と電荷輸送層４１３との界面に蓄電部４１７が形成される。
【００２８】
第一導電層４１１および第二導電層４１５はそれぞれ電極をなすものであり、第一導電層４１１の電極は２次元状に平坦な平板電極とされ、第二導電層４１５の電極は図中斜線で示すように、記録されている画像情報を画像信号として検出するための多数のエレメント（線状電極）４１５ａが画素ピッチでストライプ状に配されたストライプ電極とされている（例えば特開２０００−１０５２９７記載の静電記録体を参照）。エレメント４１５ａの配列方向が主走査方向、エレメント４１５ａの長手方向が副走査方向に対応する。
【００２９】
この固体検出器２４１のサイズは大きいサイズの乳房Ｍに対応できるように長辺３０ｃｍ×短辺２４ｃｍのものを用い、長辺方向が主走査方向、短辺方向が副走査方向となるように撮影台２４内に収容される。
【００３０】
読取用露光光源部２４３としては、ＬＥＤチップが一列に複数並べられて構成されたライン光源と、該光源から出力された光を固体検出器２４１上で線状に照射させる光学系とからなるものを用いる。なお、光源部２４３を固体検出器２４１と必要な距離を保ったままリニアモータからなる移動手段２４４により、固体検出器２４１のストライプ電極４１５ａ長手方向、即ち副走査方向に走査することにより固体検出器２４１の全面の露光を行う。なお、読取用露光光源部２４３および移動手段２４４により読取光走査手段が構成される。
【００３１】
図７は固体検出器２４１および電流検出手段２４５の接続態様の詳細を示した図である。図示するように、被検者の胸壁Ｈに接する辺において、固体検出器２４１の各エレメント４１５ａがＴＡＢ（ Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ ）フィルム上に形成されたプリントパターン（不図示）を介してチャージアンプＩＣ２３３と接続され、さらにチャージアンプＩＣ２３３がＴＡＢフィルム２３２上に形成されたプリントパターン（不図示）を介してプリント基板２３１と接続されている。なお、本実施の形態では全てのエレメント２１５ａを１つのチャージアンプＩＣ２３３に接続するのではなく、全体として数個〜数１０個のチャージアンプＩＣ２３３を設け、順次隣接する数本〜百本程度のエレメント４１５ａ毎に各チャージアンプＩＣ２３３に接続するようにしている。
【００３２】
なお、電流検出手段２４５は、上述の態様に限定されるものではなく、チャージアンプＩＣ２３３をＴＡＢフィルム上に形成せずに、ガラス基板４１６上に形成する、いわゆるＣＯＧ（ Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ ）と呼ばれる態様としてもよい。
【００３３】
図８は撮影台２４内に設けられた電流検出手段２４５および高電圧電源部７１０の詳細、並びにこれらと固体検出器２４１との接続態様を示したブロック図である。
【００３４】
高電圧電源部７１０は、高電圧電源７１１とバイアス切換手段７１２とが一体化された回路であり、高電圧電源７１１は、一旦、静電記録部２４１へのバイアス印加／短絡など切換えのためバイアス切換手段７１２を介して静電記録部２４１に接続されている。なお、この回路は、切換え時に流れる電流の尖頭値を制限して装置の電流が集中する箇所の破壊を防ぐために、充放電過大電流を防止するように設計されている。
【００３５】
ＴＡＢフィルム上に設けられたチャージアンプＩＣ２３３は、固体検出器２４１の各エレメント４１５ａ毎に接続された多数のチャージアンプ２３３ａおよびサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）２３３ｂ、各サンプルホールド２３３ｂからの信号をマルチプレクスするマルチプレクサ２３３ｃを備えている。固体検出器２４１から流れ出す電流は各チャージアンプ２３３ａにより電圧に変換され、該電圧がサンプルホールド２３３ｂにより所定のタイミングでサンプルホールドされ、サンプルホールドされた各エレメント４１５ａに対応する電圧がエレメント４１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ２３３ｃから順次出力される（主走査の一部に相当する）。マルチプレクサ２３３ｃから順次出力された信号はプリント基板２３１上に設けられたマルチプレクサ２３１ｃに入力され、さらに各エレメント４１５ａに対応する電圧がエレメント４１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ２３１ｃから順次出力され主走査が完了する。マルチプレクサ２３１ｃから順次出力された信号はＡ／Ｄ変換部２３１ａによりデジタル信号に変換され、デジタル信号がメモリ２３１ｂに格納される。
【００３６】
前露光光源部２６０としては、短時間で発光／消光し、残光の非常に小さい光源が必要となるため、本実施の形態においては外部電極型希ガス蛍光ランプを利用する。詳細には前露光光源部２６０は、図５に示すように、図中紙面奥方向に延びる複数の外部電極型希ガス蛍光ランプ２６１と、該蛍光ランプ２６１と固体検出器２４１との間に挿入された波長選択フィルタ２６２と、蛍光ランプ２６１の後方に配され、蛍光ランプ２６１から出力された光を効率よく固体検出器２４１側へ反射するための反射板２６３とを備える。なお、前露光光は固体検出器２４１の第二導電層４１５全体に照射すればよく特に集光手段は必要ないが、照度分布は小さい方がよい。なお、光源としては蛍光ランプの代わりに、例えばＬＥＤチップを面的に並べたものを利用するもことできる。
【００３７】
移動手段２４７は、図示しないリニアモータなどにより構成され、固体検出器２４１を撮影位置と読取位置との間で平行往復移動させる。
【００３８】
フラットパネルディテクターは、上述で説明したような固体検出器以外にも、固体検出素子の蓄電部に蓄積された信号電荷を、該蓄電部と接続されたＴＦＴを走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式を用いることができる（例えば、特開2004-80749公報、特開2004-73256公報などを参照）。
【００３９】
線量検出器（線量検出手段）２４２は、フラットパネルディテクター２４１の下部に設置され、放射線照射部が照射した放射線がフラットパネルディテクター２４１に入射する入射量を検出する。線量検出器２４２として、例えば放射線の線量を計測するセンサーとして半導体検出器が配列されたAECセンサーが用いられる。あるいは、フラットパネルディテクター２４１に照射された放射線の線量から検出するようにしてもよい。以下、本実施の形態では、線量検出器２４２をAECセンサーとして説明する。
【００４０】
放射線源制御手段２７は、乳房の厚さを検出する厚さ検出手段２７１と、放射線源２２の管電圧や管電流などを制御してする放射線照射量制御手段２７２とを備える。
【００４１】
厚さ検出手段２７１は、圧迫板移動手段２５２で圧迫板２１０を移動させて乳房Ｍを圧迫したときの位置から乳房の厚さを求める。あるいは、操作パネルなどからオペレータが計測した乳房Ｍの厚さを入力したものを厚さ検出手段２７１で受取って用いてもよい。
放射線照射量制御手段２７２は、放射線源２２の管電圧や管電流などを制御して照射される放射線量を制御するが、放射線源２２の照射方向と被写体の厚さとに応じて、フラットパネルディテクター２４１に入射する放射線量が一定になるように放射線量を制御する。
【００４２】
そこで、まず、放射線源２２を基準位置に移動させて基準方向から照射を行い、AECセンサー２４２で検出した放射線量から、放射線源２２から照射された放射線が被写体を透過することにより減衰する基準減衰量を求める。
【００４３】
放射線源２２は、円弧状に移動しながらS1、S2、・・・、SNの各照射位置から撮影台２４上に載せられた乳房Ｍに対して異なる照射方向から放射線を照射するが、放射線源２２が被写体に放射線を照射する方向が撮影台２４の上面（あるいは、フラットパネルディテクター２４１の検出面）の法線方向より大きく傾きほど、放射線が被写体を透過する距離が大きくなり放射線の減衰量は大きくなる。そこで、放射線源２２が被写体に放射線を照射する方向が撮影台２４の上面の法線方向より大きく傾きほど、照射する放射線量を大きくする。
【００４４】
ここで、放射線の減衰と放射線源からの照射方向の関係について検討する。
【００４５】
まず、放射線源２２を撮影台２４の上面と平行に移動させながら撮影する場合について検討する。図９に示すように、放射線源２２から圧迫板２１０までの距離をａ、乳房Ｍの厚さをｂ、撮影台２４の上面からフラットパネルディテクター２４１までの距離をｃ、フラットパネルディテクター２４１からAECセンサー２４２までの距離をｄとし、放射線源２２が照射した放射線量をＤ０とする。
【００４６】
このとき、射線源２２が放撮影台２４の上面の法線方向よりθ傾いた方向から放射線を照射すると、圧迫板２１０の上面に到達する放射線Ｄ１は下式（１）のようになる。
Ｄ１＝α×Ｄ０／ａ(θ)２ （１）
ここで、ａ(θ)＝ａ／ｃｏｓθ
α ： 距離減衰係数
【００４７】
さらに、放射線Ｄ１が圧迫板２１０を透過して乳房Ｍの表面に到達する放射線Ｄ２は下式（２）のようになる。
Ｄ２＝β(θ)×Ｄ１ （２）
ここで、β(θ) ： 圧迫板の透過率
【００４８】
放射線Ｄ２が乳房Ｍを透過して撮影台２４の上面に到達する放射線Ｄ３は下式（３）のようになる。
【数１】
【００４９】
放射線Ｄ３が撮影台２４を透過してフラットパネルディテクター２４１の上面に到達した放射線Ｄ４は下式（４）のようになる。
【数２】
【００５０】
放射線Ｄ４がフラットパネルディテクター２４１を透過してAECセンサー２４２に到達した放射線Ｄ５は下式（５）のようになる。
【数３】
【００５１】
図３に示すように、放射線源２２を照射ポイントＱを中心にした円弧上を移動させる場合に、AECセンサー２４２に到達する放射線Ｄ５’は、放射線源２２とフラットパネルディテクター２４１との距離Ｌ’を用いて以下のように修正される。図９に示すように、照射ポイントＱを中心にした円弧上を移動する放射線源２２から照射ポイントＱまでの距離をＲとすると、放射線源２２とAECセンサー２４２との距離Ｌ’は下式（６）のように表される。
Ｌ’＝Ｌ(θ)＋Ｒ(１−１／ｃｏｓθ) （６）
【００５２】
したがって、放射線源２２は照射ポイントＱを中心にした円弧上を移動させる場合にAECセンサー２４２に到達する放射線Ｄ５’は下式（７）のようになる。
【数４】
【００５３】
上述のα、β(θ)、γ(θ)、ω(θ)は、それぞれ装置によって決まる既知の値である。また、Ｄ０は放射線源２２が照射した放射線量であり、Ｄ５’はAECセンサー２４２で検出された放射線量である。そこで、放射線源２２が基準位置にあるときに基準方向から照射した放射線量Ｄ０と、AECセンサー２４２で検出された放射線量Ｄ５’と、α、β(θ)、γ(θ)、ω(θ)の値を式（７）に代入することにより係数λを求めることができる。例えば、撮影台２４上の乳房Ｍの略中心を通り撮影台２４の上面の法線方向に伸びた線上の放射線源２２の位置を基準位置（つまり、θ＝０を基準方向）とすると、式（７）は下式（８）のようになる。
【数５】
【００５４】
式（８）に、θ＝０のときに放射線源２２から照射した放射線量と、AECセンサー２４２で検出された放射線量と、α、β(０)、γ(０)、ω(０)の値を代入して係数λを求める。
【００５５】
放射線照射量制御手段２７２は、フラットパネルディテクター２４１の上面に到達した放射線Ｄ４が一定になるように、放射線源２２から照射する放射線量Ｄ０を各照射位置S1、S2、・・・、SNかで調整するのが好ましい。放射線源２２は照射ポイントＱを中心にした円弧上を移動させる場合には、フラットパネルディテクター２４１の上面に到達する放射線Ｄ４’は、下式（９）のようになる。
【数６】
【００５６】
そこで、放射線照射量制御手段２７２で（９）式のＤ４’が一定となるように放射線源２２から放射線を照射するように管電圧や管電流などを制御する。また、放射線源２２を撮影台２４の上面と平行に移動させる場合には、（４）式のＤ４が一定となるように放射線源２２の管電圧や管電流などを制御する。
【００５７】
（９）式は、θが大きく傾いてｂ（θ）が大きくなるほど（つまり、放射線が前記被写体を透過する距離が大きくなるほど）、図１０に示すように、フラットパネルディテクター２４１の上面に到達する放射線量は減衰する。従って、θが大きく傾いて放射線が乳房Ｍを透過する距離が大きくなるほど、放射線源２２から照射する放射線量を大きくする。
【００５８】
図１１は本実施の形態の断層画像生成装置３の概略図である。
【００５９】
断層画像生成装置３は、乳房画像撮影装置２で撮影した放射線画像Iを受信する受信手段３１と、放射線画像Iを記憶する放射線画像記憶手段３２と、複数の放射線画像Iから断層画像Tを再構成する断層画像再構成手段３４と、断層画像Tを表示する表示部３５とを備える。
【００６０】
放射線画像記憶手段３２は、ハードディスクなどの大容量記憶装置である。放射線画像記憶手段３２には、乳房画像撮影装置２で放射線源２２を各照射位置S1、S2、S3、・・・、Snに移動させながら撮影した放射線画像Iが複数記憶される。
【００６１】
断層画像再構成手段３４は、S1、S2、S3、・・・、Snの照射位置で撮影された複数の放射線画像Iから断層画像を生成する。図１２に示すように、放射線源をS1、S2、S3、・・・、Snの各位置に移動しながら異なる照射方向から乳房Ｍに放射線を照射すると、それぞれ放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inが得られるものとする。そこで、例えば、放射線源の位置S1から、異なる深さに存在する対象物（O１、O 2）を投影すると、放射線画像I1上にはP11、P12の位置に投影され、放射線源の位置S２から、対象物（O１、O2）を投影すると、放射線画像I2上にはP21、P22の位置に投影される。このように、放射線源２２を移動させながら異なる照射位置S1、S2、S3、・・・、Snから照射を行なうと、各放射線源２２の位置に対応して対象物O１は、P11、P21、P31、・・・、Pn1の位置に投影され、対象物O2は、P12、P22、P31、・・・、Pn2の位置に投影される。
【００６２】
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I2を（P21−P11）分移動させ、放射線画像I3を（P31−P11）分移動させ、・・・、放射線画像Inを（Pn1−P11）分移動させた放射線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生成される。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I2は（P22−P12）分移動させ、放射線画像I3を（P32−P12）分移動させ、・・・、放射線画像Inを（Pn2−P12）分移動させて加算する。このようにして、スライス位置に応じて各放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを位置合わせして加算することにより、各深さの検出面に平行な断層画像を再構成する。
【００６３】
また、放射線源２２が各位置S1、S2、S3、・・・、Snから放射線を照射する照射方向に応じて、各深さに存在する対象物が放射線画像I上に投影される位置が異なる。そこで、断層画像再構成手段３４では、照射方向に応じた放射線画像I1、I2、・・・、Inの移動量を算出して、断層画像の再構成を行う。
【００６４】
ここで、本実施の形態の断層画像取得装置を用いて、被写体の乳房を撮影して断層画像を生成する流れについて具体的に説明する。
【００６５】
まず、乳房Ｍの撮影を行うために、被写体が乳房画像撮像装置２の横に立つと、オペレータは、操作パネルなどの操作部２８から被写体の身長に応じたアームの高さと、乳房Ｍの大きさや形状に応じたアームの回転角を入力し、入力された高さと回転角に応じてアーム移動手段２９でアーム２５の高さと角度を調整する。MLO撮影の場合は、撮影台２４が被写体の胸筋に平行になるように、撮影台２４を水平方向から45°〜80°の範囲で傾ける（図１３参照）。通常は、60°程度傾けて撮影する。CC撮影の場合には、撮影台２４を水平方向に保ち、高さを調整する。
【００６６】
また、照射方向がθ＝０°のときに放射線源２２から照射した放射線が乳房Ｍの中心部分を通るように乳房Ｍを撮影台２４の撮影面上に置く。つまり、図１３に示すように、乳房Ｍの中心部分を通り、撮影台２４内の放射線検出器２４１の検出面から法線方向に伸びたところに放射線源２２が位置するように乳房Ｍが置かれる。
【００６７】
乳房Ｍは立体的で厚みがあるため、そのまま撮影をすると乳腺や脂肪、血管などが障害になり腫瘍が写しだされないことがあるため、マンモグラフィの検査をする際には、圧迫板２１０で乳房Ｍをはさんで薄く均等に引き伸ばして、少ない放射線で小さなしこりの影まではっきり写しだすようにする。そこで、撮影台２４が撮影に最適な高さと傾きに調整されると、乳房Ｍを圧迫板２１０で圧迫する。
【００６８】
オペレータは乳房Ｍの圧迫状態を確認しながら、操作パネルやフットスイッチなどの操作部２８を用いて徐々に乳房Ｍを加圧するような指示を入力すると、入力に従って圧迫板移動手段２５２でアーム２５の縦方向に徐々に圧迫板２１０を押し下げて行く。例えば、圧迫力はフットスイッチを１回押すごとに１ｋｇ単位で加圧されるようにして、乳房Ｍが撮影に適した厚さになるようにフットスイッチを押していく。あるいは、圧迫板が下がって乳房Ｍに触れると徐々に加圧されるようにしてもよい。
【００６９】
圧迫が完了すると、放射線収納部２３の放射線源２２から放射線を照射して乳房Ｍの撮影を開始する。
【００７０】
標準的な乳房Ｍでは、例えば、図１４に示すように、照射の範囲を乳房Ｍの中心から法線方向に伸びた線を挟んで±１５°の範囲とし、３°間隔で放射線画像を１１枚撮影する。各位置で照射する線量は、通常撮影のマンモグラフィを撮影するときの線量と、トモシンセシス撮影のトータルの線量が一致するように１回あたりのおおよその線量Ｄ０を決める。
【００７１】
まず、照射方向がθ＝０°の位置で放射線源２２から線量Ｄ０で照射を行い、AECセンサー２４１で検出された放射量Ｄ５と放射線源２２から照射した線量Ｄ０とを用いて、式（８）から係数λを求める。
【００７２】
放射線源移動手段２２１で放射線源２２を各照射位置S1、S2、・・・、Snに順番に移動させるが、放射線照射量制御手段２７２は、フラットパネルディテクター２４１の上面に到達する放射線量（Ｄ４’）が一定となるように、各照射位置S1、S2、・・・、Snで放射線源２２から照射する放射線を制御する。このようにして各照射位置から乳房Ｍの照射ポイントQに向けて放射線を照射して放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを取得する。
【００７３】
取得された放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを、送信部２６１からを断層画像生成装置３に送信する。さらに、各放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを撮影した照射位置S1、S2、・・・、SNなどの撮影条件も断層画像生成装置３に送信する。
【００７４】
断層画像生成装置３は、受信手段３１で乳房画像撮像装置２から送信された放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを放射線画像記憶手段３２に記憶する。
【００７５】
再構成手段３４は、撮影条件記憶手段３３に記憶されている各放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inを撮影した照射位置S1、S2、・・・、Snに応じて、各深さにおける断層位置の断層画像を放射線画像記憶手段３２に放射線画像I1、I2、I3、・・・、Inから再構成する。表示部３５は、再構成された断層画像を表示する。
【００７６】
以上詳細に説明したように、各照射位置でフラットパネルディテクターなどの画像検出器に到達する放射線量が一定になるようにして撮影された画像の濃度を一定にすることで、断層画像の精度を向上させることが可能になる。
【００７７】
上述の実施の形態では、放射線源が円弧状に移動させながらトモシンセシス撮影を行う場合について説明を行ったが、撮影台の上面と平行に放射線源を移動させるようにしてもよい。撮影台の上面と平行に放射線源を移動させるようにする場合には、フラットパネルディテクターに到達する放射線量は（４）式であらわされ、Ｄ４の値が一定となるように放射線源から照射する量を制御する。
【００７８】
上述の実施の形態では、乳房を撮影する場合について説明したが、被写体の他の部位を撮影するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１ 放射線断層画像取得装置
２ 乳房画像撮影装置
３ 断層画像生成装置
４ ネットワーク
２２ 放射線照射部
２３ 放射線収納部
２４ 撮影台
２５ アーム
２６ 基台
２７ 放射線源制御部
２８ 操作部
２９ アーム移動手段
３１ 受信手段
３２ 放射線画像記憶手段
３３ 撮影条件記憶手段
３４ 再構成手段
３５ 表示部
２１０ 圧迫板
２４１ 放射線画像検出器
２５１ 取付部
２５２ 圧迫板移動手段
２１０ 圧迫板
２１１ 差込部
２２１ 放射線源移動手段
２６１ 送信部
２７１ 厚さ検出手段
２７２ 放射線照射量制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳房の放射線画像を検出する放射線画像検出器と、
前記放射線画像検出器に対向して設けられ、円弧状に移動しながら複数の照射方向から放射線を照射しトモシンセシス撮影をする放射線照射部と、
前記乳房を載せる撮影台と、
前記乳房の厚さを検出する厚さ検出手段と、
前記各照射方向と前記厚さに応じて、前記放射線画像検出器に入射する放射線量が一定になるように前記各照射方向から照射する放射線量を制御する放射線照射量制御手段とを備え、
前記放射線照射量制御手段が、
前記放射線照射部が基準方向において照射した放射線量と、前記基準方向において前記放射線照射部が放射線を照射したときに前記放射線画像検出器により検出された放射線量と、前記基準方向と前記各照射方向とのなす角とに基づいて、前記各照射方向から照射する放射線量を制御するものであることを特徴とする乳房画像撮影装置。
【請求項２】
前記放射線照射量制御手段が、
前記照射した放射線量と前記放射線画像検出器により検出された放射線量とを用いて前記乳房を放射線が透過するときの透過係数を求めて、該透過係数および前記基準方向と前記各照射方向とのなす角とに基づいて前記各照射方向から照射した放射量を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の乳房画像撮影装置。
【請求項３】
前記放射線照射量制御手段が、
前記撮影台の上面の法線方向に対する前記照射方向の傾きが大きくなるに従って、前記法線方向から放射線を照射したときより放射線量が大きくなるように制御するものであることを特徴とする請求項１または２記載の乳房画像撮影装置。
【請求項４】
前記撮影台上に載せた乳房を圧迫する圧迫板および該圧迫板を移動する圧迫板移動手段をさらに備え、
前記厚さ検出手段は、前記圧迫板移動手段で前記圧迫板を移動させて前記乳房を圧迫したときの前記圧迫板の位置に基づいて、前記乳房の厚さを求めることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の乳房画像撮影装置。
【請求項１】
乳房の放射線画像を検出する放射線画像検出器と、
前記放射線画像検出器に対向して設けられ、円弧状に移動しながら複数の照射方向から放射線を照射しトモシンセシス撮影をする放射線照射部と、
前記乳房を載せる撮影台と、
前記乳房の厚さを検出する厚さ検出手段と、
前記各照射方向と前記厚さに応じて、前記放射線画像検出器に入射する放射線量が一定になるように前記各照射方向から照射する放射線量を制御する放射線照射量制御手段とを備え、
前記放射線照射量制御手段が、
前記放射線照射部が基準方向において照射した放射線量と、前記基準方向において前記放射線照射部が放射線を照射したときに前記放射線画像検出器により検出された放射線量と、前記基準方向と前記各照射方向とのなす角とに基づいて、前記各照射方向から照射する放射線量を制御するものであることを特徴とする乳房画像撮影装置。
【請求項２】
前記放射線照射量制御手段が、
前記照射した放射線量と前記放射線画像検出器により検出された放射線量とを用いて前記乳房を放射線が透過するときの透過係数を求めて、該透過係数および前記基準方向と前記各照射方向とのなす角とに基づいて前記各照射方向から照射した放射量を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の乳房画像撮影装置。
【請求項３】
前記放射線照射量制御手段が、
前記撮影台の上面の法線方向に対する前記照射方向の傾きが大きくなるに従って、前記法線方向から放射線を照射したときより放射線量が大きくなるように制御するものであることを特徴とする請求項１または２記載の乳房画像撮影装置。
【請求項４】
前記撮影台上に載せた乳房を圧迫する圧迫板および該圧迫板を移動する圧迫板移動手段をさらに備え、
前記厚さ検出手段は、前記圧迫板移動手段で前記圧迫板を移動させて前記乳房を圧迫したときの前記圧迫板の位置に基づいて、前記乳房の厚さを求めることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の乳房画像撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１９６４９２（Ｐ２０１２−１９６４９２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３２５７９（Ｐ２０１２−１３２５７９）
【出願日】平成２４年６月１２日（２０１２．６．１２）
【分割の表示】特願２００７−９９３８２（Ｐ２００７−９９３８２）の分割
【原出願日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月１２日（２０１２．６．１２）
【分割の表示】特願２００７−９９３８２（Ｐ２００７−９９３８２）の分割
【原出願日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]