(57)【要約】【課題】腫瘤と石灰化の位置を的確に表示するＸ線断層画像と細かい石灰化が明確に画像に現れるＸ線透過平面画像の両方を提供して、的確な乳がんの早期診断を可能にする乳房Ｘ線画像撮影装置を提供する。【解決手段】Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８とが天板１２に垂直で乳房を垂らす開口１４を通る回転軸Ａを挟んで対向配置されその回転軸の周りに回転するように構成されたＸ線撮影装置と、Ｘ線撮影装置から供給されるＸ線透過画像を再構成してＸ線断層画像を生成する演算装置とを備え、回転しながらＸ線断層画像用のＸ線コーンビームを照射して得るＸ線透過画像を用いてＸ線断層画像を生成し、これに基づいて決定する配置位置にＸ線撮影装置を配置して平面画像用のＸ線コーンビームによる乳房のＸ線透過平面画像を提供する。【選択図】図１
2010068929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者が伏臥したときに乳房を垂らす開口部を備えた天板と、
Ｘ線断層画像用と平面画像用のＸ線コーンビームを選んで放射するＸ線発生装置と該Ｘ線コーンビームを入射してＸ線透過画像を得るＸ線検出器とが前記天板に垂直で前記開口部を通る回転軸を挟んで対向配置され該回転軸の周りに回転するように構成されたＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線撮影装置から供給される所定数のＸ線透過画像を再構成してＸ線断層画像を生成する演算装置と、
前記Ｘ線撮影装置が回転する間に前記Ｘ線発生装置がＸ線断層画像用のＸ線コーンビームを放射することにより得た前記Ｘ線断層画像を表示する表示装置と、
該Ｘ線撮影装置を前記Ｘ線断層画像に基づいて決められたＸ線透過画像を得るための配置位置に適合させて前記Ｘ線発生装置に平面画像用のＸ線コーンビームを放射させ前記Ｘ線検出器に前記乳房のＸ線透過平面画像を提供させる制御装置と
を備える乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項２】
さらに、前記Ｘ線断層画像に基づいて前記Ｘ線撮影装置がＸ線透過画像を得るための配置位置を決める判定装置を備える、請求項1記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項３】
さらに、前記回転軸を挟んで配置され該回転軸の周りを回転して適宜に位置決めできる、前記開口部から垂れた乳房を挟んで圧迫する1対の圧迫板を備え、
前記制御装置は、前記Ｘ線断層画像を生成する間は該1対の圧迫板が前記乳房を圧迫しない状態に保持し、前記乳房のＸ線透過平面画像を提供させる間は前記Ｘ線断層画像に基づいて決められる前記Ｘ線撮影装置の配置位置に対応する位置に前記1対の圧迫板を配置して前記乳房を圧迫する、請求項1または２記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線検出器は画素密度の切り替えができるものであって、前記Ｘ線透過平面画像を提供するときには前記Ｘ線断層画像を提供するときより高い画素密度に切り替えてＸ線を検出する、請求項１から３のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項５】
前記Ｘ線断層画像用のＸ線コーンビームは前記平面画像用のＸ線コーンビームより線量が小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項６】
前記透過平面画像撮影と前記Ｘ線断層画像撮影を切り替えるときに、前記Ｘ線発生装置の管電圧、ターゲット、フィルタのいずれか１以上を変更して新しい撮影条件に適合するＸ線波長もしくはＸ線線量を選択する、請求項１から５のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項７】
前記Ｘ線透過平面画像を取得するときの前記Ｘ線撮影装置の配置位置は、前記生成されたＸ線断層画像に基づいて、前記乳房に対するＸ線透過長が最も短くなる方向から撮影するものである、請求項１から６のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項８】
前記1対の圧迫板は前記Ｘ線撮影装置と共通の回転装置に搭載されて、前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出器を結ぶ直線上に配設される、請求項１から７のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項９】
前記1対の圧迫板は前記乳房を圧迫しないときは前記Ｘ線撮影装置の撮影領域から退避する、請求項１から８のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置。
【請求項１０】
天板の開口部を通る回転軸を挟んで対向配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器からなるＸ線撮影装置が該開口部から垂れた乳房の周りを回転して所定数のＸ線透過画像を取得し、
該所定数のＸ線透過画像を再構成してＸ線断層画像を生成し、
該Ｘ線断層画像に基づいて所定の病変部がよく写る前記Ｘ線撮影装置の配置位置を求め、
該Ｘ線撮影装置を該配置位置に適合させて前記乳房のＸ線透過平面画像を取得する
乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影方法。
【請求項１１】
前記乳房のＸ線透過平面画像を取得するときには、1対の圧迫板により前記開口部から垂れた乳房を挟んで圧迫する、請求項１０記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影方法。
【請求項１２】
前記Ｘ線透過平面画像を取得するときには前記Ｘ線断層画像を生成するときより高い画素密度に切り替える、請求項１０または１１記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影方法。
【請求項１３】
前記Ｘ線断層画像に用いる前記Ｘ線透過画像を取得するときに照射するＸ線コーンビームは前記平面画像を取得するときに照射するＸ線コーンビームより線量が小さい、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影方法。
【請求項１４】
前記乳房のＸ線透過平面画像を取得する前に、前記Ｘ線発生装置の管電圧、ターゲット、フィルタのいずれか１以上を変更することにより該Ｘ線透過平面画像に適した波長もしくは線量を有するＸ線に切り替える、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影方法。
【請求項１５】
前記乳房のＸ線透過平面画像を取得するときの前記Ｘ線撮影装置の配置位置は、前記生成されたＸ線断層画像に基づいて、前記乳房に対するＸ線透過長が最も短くなる方向から撮影するものである、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）によるＸ線断層画像と共に、乳房中の腫瘤や石灰化の状態を適切に表示したＸ線透過平面画像を得るようにした乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、触診と超音波診断を用いて乳がん検査を行っていた。しかし、これらの検査では、ある程度大きく成長したがん細胞でなければ簡単に見つけることができない。このため、早期乳がんで発生する腫瘤や石灰化を見つけることが比較的容易なＸ線透過画像を用いるマンモグラフィが併用されるようになってきた。しかし、マンモグラフィで得られた画像は単純なＸ線透過平面画像であるから、対象とする腫瘤部や石灰化部が乳腺などＸ線像を形成する物と像が重なっている場合などには病巣の判定がしにくい。
【０００３】
そこで、３Ｄ画像を得ることができるコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）を使った乳房断層画像撮影装置（マンモＣＴ）が開発されてきた。マンモＣＴならば、病巣部分がＸ線不透過部と重なった状態でも正確に評価でき、乳がんの早期発見に効果がある。
【０００４】
特許文献１および特許文献２は、それぞれマンモＣＴの１例を開示している。
特許文献１に開示されたマンモＣＴは、乳房位置に開口部が開いた乳房撮影用寝台と、開口部の周りを水平に回転する測定装置部と、乳房撮影用寝台や測定装置部を運動させるモーターと計測装置を作動させるスイッチを制御する制御装置とを備える。測定装置部は、Ｘ線発生装置と、これと対向配置されるＸ線検出装置と、Ｘ線検出装置で得られるＸ線透過画像から断層画像を再構成する演算装置とから構成される。
【０００５】
Ｘ線発生装置とＸ線検出装置は、開口部を通る回転軸の周りを一緒に回転しながら、所定の角度位置ごとにＸ線撮影して、各方向から見た被検体のＸ線透過画像を取得する。
このため、Ｘ線発生装置は、駆動スイッチにしたがって、たとえば所定角度回転するごとにＸ線を放射する。Ｘ線は錘体状に放射されるコーンビームとなって被検体を透過しＸ線検出装置に入射する。Ｘ線検出装置は、Ｘ線検出素子が平面上にマトリックス状に配置されたフラットパネルデテクター（ＦＰＤ）である。各Ｘ線検出素子はＸ線発生装置から投射されるＸ線が光路中の物質により吸収されて残ったＸ線強度に対応する測定信号として蓄積するので、ＦＰＤは被検体に関するＸ線透過画像を形成することになる。Ｘ線検出装置は、各検出素子の測定信号を走査して順次出力することにより、Ｘ線透過画像を伝送することができる。こうして集積されたＸ線透過画像を再構成して被検体のＸ線断層画像を作成して表示する。
【０００６】
開示のマンモＣＴを用いて乳がんの検診をするときは、被検者は乳房撮影用寝台にうつ伏せに横たわり、測定したい乳房を開口部に当てると、乳房はＸ線発生装置とＸ線検出装置との間に垂下する。被検者は胸を開口部に押し付けて、乳房が胸壁近くまで測定領域に露呈されるようにする。
コーンビームＸ線発生装置とＦＰＤＸ線検出装置は、被検体である乳房の周りを回転しながら、所定角ごとにＸ線発生装置を作動させＸ線検出装置でＸ線透過画像を撮影し、再構成演算装置に画像信号を伝送する。再構成演算装置は、Ｘ線透過画像を再構成して３Ｄ化し、乳房のＸ線断層画像を作成する。Ｘ線断層画像は、立体画像のため乳腺などの組織の裏側にある病変部でも検出することができる。
【０００７】
乳がん検診において早期発見をするために重要な役割を果たすのは小さな腫瘤と石灰化であり、これらが十分撮影できることが重要である。
Ｘ線透過画像では石灰化部分は骨と同等の画像吸収を示すので、比較的小さな石灰化も容易に映像化できる。マンモＣＴのＸ線断層画像は腫瘤を検出する能力が高いが、Ｘ線透過画像からＸ線断層画像を再構成するときに高周波の情報が劣化するので、細かい石灰化に対しては検出能が高くない。しかし、Ｘ線断層画像はＸ線透過画像から再構成して得ている。そこで、腫瘤をＸ線断層画像で検出し、細かい石灰化はＸ線透過画像を使って検出するようにしたマンモＣＴが考えられる。
【０００８】
ところが、マンモＣＴのＸ線断層画像に使うＸ線透過画像は、たとえば１回転あたり３００枚など、極めて多数の撮影が必要になる。したがって、多数回の被曝から受けるダメージを抑制するため、Ｘ線断層画像を作成するときに使用するＸ線コーンビームはエネルギーが弱く線量の小さいＸ線が選択される。このため、Ｘ線断層画像撮影装置においてＸ線断層画像を形成する途中で得られるＸ線透過画像を単独で診断のために使おうとしても、個々の画像は細かい石灰化を十分に検出することができない。
【特許文献１】米国特許第６４８０５６５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、腫瘤と石灰化の位置を的確に表示するＸ線断層画像と細かい石灰化が明確に画像に現れるＸ線透過平面画像の両方を提供して、的確な乳がんの早期診断を可能にする乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置は、被検者が伏臥したときに乳房を垂らす開口部を備えた天板と、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とが天板に垂直で開口部を通る回転軸を挟んで対向配置されその回転軸の周りに回転するように構成されたＸ線撮影装置と、Ｘ線撮影装置から供給されるＸ線透過画像を再構成してＸ線断層画像を生成する演算装置と、Ｘ線撮影装置が回転する間にＸ線発生装置がＸ線断層画像用のＸ線コーンビームを放射することにより得たＸ線断層画像を表示する表示装置と、Ｘ線撮影装置をＸ線断層画像に基づいて決められたＸ線透過画像を得るための配置位置に適合させてＸ線発生装置に平面画像用のＸ線コーンビームを放射させＸ線検出器に乳房のＸ線透過平面画像を提供させる制御装置とを備えて、乳房のＸ線断層画像とこれに基づいて取得したＸ線透過平面画像を提供することを特徴とする。
【００１１】
Ｘ線撮影装置の配置位置は、Ｘ線撮影装置を回転させる間にＸ線発生装置がＸ線断層画像用のＸ線コーンビームを放射して、Ｘ線検出器が所定数のＸ線透過画像を得て演算装置がＸ線透過画像を用いて生成するＸ線断層画像に基づいて決める。Ｘ線断層画像は表示装置に表示されるので、医師等が表示されたＸ線断層画像に表れた腫瘤や石灰化を選択してＸ線撮影装置の配置位置を指定することができる。また、判定装置を備えてＸ線断層画像を画像処理して配置位置を決定することもできる。
【００１２】
また、本発明に係る乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影方法は、天板の開口部を通る回転軸を挟んで対向配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器からなるＸ線撮影装置が開口部から垂れた乳房の周りを回転して所定数のＸ線透過画像を取得し、所定数のＸ線透過画像を再構成してＸ線断層画像を生成すると共に、Ｘ線断層画像に基づいて所定の病変部がよく写るようなＸ線撮影装置の配置位置を求め、Ｘ線撮影装置をその配置位置に適合させて乳房のＸ線透過平面画像を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置及び方法によれば、乳房部分のみを走査して得たＸ線透過画像を再構成して得たＸ線断層画像を提供すると共に、Ｘ線断層画像として得られた立体画像から目的の腫瘤や石灰化の３Ｄ位置を求めることができるので、これら目的物に対して最もＸ線透過距離が短くなる方向など、乳房に対する適宜の方向を決定して、その方向にＸ線断層画像を得るときより高線量のＸ線コーンビームを照射して形成したＸ線透過平面画像を得ることができる。本発明のＸ線断層画像は腫瘤や石灰化の位置や形状を立体的に捕捉し、高線量のＸ線を使ったＸ線透過平面画像は石灰化を細かいところまで捕捉するので、Ｘ線断層画像とＸ線透過平面画像の両方を観察することにより、早期乳がんについても見落としの少ない、より的確な乳がん検診を実施することができる。
【００１４】
また、1対の圧迫板をＸ線撮影装置と同様に回転可能に設備したものでは、Ｘ線断層画像から得られた問題の腫瘤や石灰化について、乳房をＸ線透過方向に圧迫して等厚に形成してＸ線照射することにより、細かいところまで鮮明なＸ線透過平面画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は本発明の１実施形態に係る乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置の主要部について示した構成概念図、図２はＸ線画像撮影装置の１例を説明する側面図、図３はその平面図、図４はＸ線画像撮影装置の配置位置決定方法を例示する概念図、図５は乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置制御系のブロック図、図６は制御工程を示すフロー図である。本発明の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置は、従来の乳房Ｘ線断層画像撮影装置に対して、石灰化を精度よく捕捉する乳房Ｘ線透過平面画像撮影装置を組み合わせることにより、単に２つの装置を組み合わせたものでは得られない複合的な効果を有するようにしたものである。
【００１６】
本実施形態に係るＸ線透過平面画像断層画像撮影装置１００は、図1に示すとおり、乳房Ｂを通す開口を備え被検者Ｐが伏臥して開口から乳房Ｂを垂下することができる天板１２と、放射状のＸ線コーンビームＣを放射するＸ線発生装置２０と、Ｘ線発生装置２０から放射され開口から垂下した乳房Ｂを透過したＸ線の入射強度を検知するＸ線検知素子を面上に複数配置したフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を備えたＸ線検出器１８と、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８を搭載し、乳房Ｂを通るように設置された回転軸Ａの周りを回転する回転支持板１６とを備える。
【００１７】
天板１２は、被検者Ｐが伏臥して開口から乳房Ｂをできるだけ多く突き出すために適当な人間工学的形状を備える。また、開口は、乳房Ｂのサイズに合わせて開口径や形状を選択できることが好ましい。なお、開口は、乳房Ｂの形状に合わせて形状が変化するようなシリコン樹脂などの素材で形成されることが好ましい。また、開口の部分を周囲より突き出させるようにして周囲に図示しないＸ線遮蔽部を形成し、乳房Ｂ以外の部分がＸ線被曝し難いようにしてある。さらに、Ｘ線発生器２０から放射されるＸ線ビームは、天板１２に横たわる被検者Ｐの方向にはＸ線が向かわないように形成された錘体状のコーンビームＣである。
【００１８】
図２及び図３に示すように、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８は、乳房Ｂが垂下するための開口１４を通る垂直な回転軸Ａの周りを回転する回転支持装置１６に、回転軸Ａを挟んで対向するように搭載され、回転駆動装置２８により回転軸Ａの近傍に存在する乳房Ｂを巡りながら、所定のタイミングでＸ線発生装置２０を作動させてＸ線コーンビームを放射し、Ｘ線検出器１８により所定数のＸ線透過像を撮像する。Ｘ線透過像データは画像処理装置に伝達され、再構成演算を施してＸ線断層画像を生成する。Ｘ線断層画像を再構成するために多数のＸ線透過像を取得する必要があるので、被検者ＰやオペレータのＸ線被曝を抑制するためＸ線発生装置２０から放射するコーンビームは比較的低線量のＸ線ビームとする必要がある。
【００１９】
Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８はそれぞれ回転軸Ａに向かって敷設されたガイドレール２５，２３の上を並進して位置決めする並進装置２４，２２を備えている。並進装置２２，２４を使って、測定対象となる乳房Ｂの大きさに応じて乳房Ｂとの距離を変化させて画像拡大比率を調整することにより、乳房Ｂの影像の大きさを調整することができる。また、乳房ＢがＸ線コーンビームＣの照射範囲やＸ線検出器１８の測定範囲を超える場合には、測定対象となる乳房Ｂとの距離を大きくとり画像拡大比率を減少させて撮影範囲に入れるようにすることができる。さらに、回転支持装置１６を回転可能に支持する回転棒２６を鉛直方向に移動できるようにすると、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８の組を一緒に下降させて撮影領域を乳房Ｂの先端部分に移動させて撮影することができる。
【００２０】
得られたＸ線断層画像は表示装置に表示される。ここで、医師がＸ線断層画像を観察して精査すべき病巣Ｆあるいは腫瘤や石灰化部を指定すると、Ｘ線断層画像を生成した画像処理装置において指定された病巣Ｆなどの位置が算定され、Ｘ線の透過距離が最も短くなる方向が算定される。最短距離は、簡単には、乳房Ｂが回転軸Ａに関して点対称な立体形状を有すると仮定して、回転軸Ａと問題の病巣Ｆを含む像面Ｔに対して垂直の方向にあるとすることができる。たとえば、図４に表したように、指定された病巣Ｆが基準軸Ｓに対して角度αの位置にある場合には、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８を結ぶ線が基準軸Ｓからαと反対の方向に角度β＝９０°−αだけ回転した方向になるように配置すればよい。
【００２１】
上記算定された配置位置にしたがってＸ線発生装置２０とＸ線検出器１８を配置して、Ｘ線発生装置２０を作動させてＸ線コーンビームを放射すると、Ｘ線検出器１８によりＸ線透過平面画像を取得することができる。Ｘ線透過平面画像は表示装置に表示され、Ｘ線断層画像と共に利用することにより、乳がんの早期発見に寄与する。Ｘ線透過平面画像は多数撮影する必要がないので、Ｘ線被曝の観点からは、Ｘ線ビームの線量はかなり大きくてよい。大きな線量のＸ線ビームを使用することにより、小さな石灰化部も鮮明に影像化して、的確に診断することができる。
【００２２】
なお、発達した自動検診技法を利用すれば、精査を要する腫瘤や石灰化を自動的に判定してこれらがよくみえる画像を取得できる方向に撮影装置を配置することが可能になる。しかし、医師が的確に診断を下すために必要とする腫瘤等の影像は１個と限らないし、大きいだけが選択条件とは限らないので、必要に応じて医師自身が指定する手段は必ず必要とされる。また、外部から測定方向を指定する手段は、対象の腫瘍等を選択するばかりでなく、観察する方向を直接に指定することも可能であることが好ましい。
【００２３】
なお、Ｘ線検出器１８は画素密度の切り替えができるものを使うことができる。Ｘ線透過平面画像を提供するときにはＸ線断層画像を提供するときより高い画素密度に切り替えてＸ線を検出することによって影像が精細化し、状況の把握が容易になる。また、画像の拡大表示も可能になるので、通常極細かい影像となる石灰化の状況も正確な観察が容易にできる。
【００２４】
また、Ｘ線発生装置２０は、管電圧、ターゲット、フィルタのいずれか１以上を変更することにより発生するＸ線の波長もしくは線量を変えることができるＸ線管を用いて、これらの要素を適宜調整することによりＸ線断面画像とＸ線透過平面画像とでそれぞれ最も適した性質のＸ線を発生させるようにすることができる。たとえば、Ｘ線断面画像に適合するＸ線発生条件とＸ線透過平面画像に適合するＸ線発生条件を選択して切り替える条件切換装置を設けて、Ｘ線透過平面画像撮影に切り替えるときに、自動的にＸ線透過平面画像に適合するＸ線を発生するように、Ｘ線発生装置２０の要素を調整あるいは交換するようにすることができる。
【００２５】
乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置１００は、さらに、天板１２と回転支持板１６の運動とＸ線発生装置４１とＸ線検出器４２の作動を制御する制御装置を備え、また、画像処理装置および画像表示装置を備える。
図５の制御系のブロック図を参照すると、乳房断層画像撮影装置１００は、画像生成部１１０、画像処理部１２０、画像保存部１３０、画像表示部１４０、撮影部１６０、天板部１７０で構成される。
【００２６】
画像生成部１１０は、具体的には図１に表示されたＸ線発生装置２０に対応するＸ線発生手段１１３とＸ線検出器１８に対応するＸ線検出手段１１５からなり、撮影手段１１１からトリガー信号を受けると、Ｘ線発生手段１１３がコーンビームを放射し、Ｘ線検出手段１１５が被検体である乳房Ｂを透過したコーンビームＣを検出してＸ線透過画像信号を生成し画像処理部１２０に送信する。
【００２７】
画像処理部１２０は、画像処理手段１２１、画像補正手段１２３、画像再構成手段１２５、確認画像生成手段１２７および調整値算出手段１２９からなる。
画像処理手段１２１は、画像生成部１１０から入力した検出信号に基づいてＸ線検出手段１１５が検出したＸ線透過画像の画像信号を生成する。生成した画像信号は画像補正手段１２３に伝達されると共に、画像保存部１３０や画像表示部１４０に伝送され、取得画像情報として参照することができる。
【００２８】
画像補正手段１２３は、入手した原画像信号についてノイズを除去し、アーチファクトを低減させるなどの補正を施して、画像再構成手段１２５および確認画像生成手段１２７に伝達する。
画像再構成手段１２５は、被検体について取得した各方向からの画像信号がそろったところで、再構成演算を行って被検体のＸ線断層画像を形成する画像信号を生成し、画像保存部１３０と画像表示部１４０に伝送する。また、Ｘ線断層画像の情報は、腫瘤や石灰化の発見と位置の特定に使われ、さらに調整値算出手段１２９によりＸ線発生装置２０とＸ線検出器１８を結ぶ線の方向を定める設定値として撮影部制御手段１６１に供給される。
【００２９】
確認画像生成手段１２７は、装置１００の調整に使う確認画像を生成して調整値算出手段１２９に送る。画面と被検体の位置関係が分かるような画像を生成して、正しいアライメントができているか、的確な分解能を持っているか、余分なノイズが含まれないか、など装置の調整値と関連する事項を確認する。
調整値算出手段１２９は、画面枠の位置、信号強度、その他の環境値について期待値からの偏差を解消させるために必要な調整値を算出して、撮影部制御手段１６１、天板部制御手段１７１および押圧部制御手段１８１に伝送する。
【００３０】
また、調整値算出手段１２９は、判定手段として予め決められた基準に基づいてＸ線断層画像の情報に基づいて観察に適した向きを判定し、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８の配置位置を算出して、撮影部制御手段１６１を介してこれら装置を算出された位置に配置する。
なお、調整値は、撮影部配置位置を含めて、オペレータが調整値入力手段１５１を介して直接に指定することもできる。調整値入力手段１５１は、キーボードやタッチパネルあるいはマウスを使ったデータ入力装置などで構成される。調整値入力手段１５１は、Ｘ線断層画像中の腫瘍や石灰化を手動で指定するために利用することもできる。
【００３１】
画像保存部１３０には、画像メモリなどで形成される画像保存手段１３１が設けられていて、画像情報が必要になったら簡単に読み出して利用できるようになっている。
画像表示部１４０には、画像表示手段１４１と確認画像表示手段１４３が設けられている。画像表示手段１４１は、乳がん診断に用いる画像として、乳房内に腫瘤、石灰化、がん組織などが存在しないかを確認するための乳房の断面画像や立体画像などを表示する。
【００３２】
また、確認画像表示手段１４３は乳房断層画像撮影装置１００の異常や不調を監視したり調整したりするために利用できる画像を表示する。特に、調整をオペレータが手動で実施する場合には、確認画像表示手段１４３により表示された画像を観察しながら調整する必要がある。確認画像生成手段１２７は、オペレータの判断を助けるため、表示画面にスケールを写し込んだり、目標値との偏差を確定できる数値を明示したりして、調整量の目算が容易になるような表示をさせることが好ましい。
【００３３】
撮影部１６０は、撮影部制御手段１６１に支配される撮影部回転手段１６３、撮影部昇降手段１６５、Ｘ線検出部並進手段１６７、Ｘ線発生部並進手段１６９を備える。画像生成部１１０を駆動させた撮影手段１１１は、撮影手順を進行させるたびに、撮影部制御手段１６１にトリガー信号を供給して、図３に表示された回転支持装置１６の回転駆動装置２８に当たる撮影部回転手段１６３と回転棒２６の上下動を制御する昇降装置に当たる撮影部昇降手段１６５を介してＸ線発生手段１１３とＸ線検出手段１１５の回転および高さを次に決められた位置に調整する。また、Ｘ線検出部並進手段１６７とＸ線発生部並進手段１６９を使って、Ｘ線検出器１８であるＸ線検出手段１１５とＸ線発生装置２０であるＸ線発生手段１１３あるいは被検体である乳房Ｂすなわち回転軸Ａまでの距離を加減して検出感度を調整することもできる。
【００３４】
天板部１７０は、天板並進手段１７３と天板昇降手段１７５で構成され、天板部制御手段１７１に支配される。乳房Ｂに照射するコーンビームＣの位置は、回転支持装置１６の昇降で容易に調整することができるが、相対的な関係にあるので、天板１２を昇降して高さを調整することによっても可能である。また、左右の乳房を切り替えて診断するときには、切替え時に新しい乳房Ｂの位置を回転支持装置１６の回転軸Ａに合わせ直す必要がある。特に、天板１２に左右の乳房に合わせて２個の開口１４が設けられている場合には、他方の開口１４を回転軸Ａの位置まで並進させて位置合わせすることになる。
【００３５】
図６は、上記本実施形態の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置１００を使って目的のＸ線断層画像とＸ線透過画像を取得するときの工程例を表すフローチャートである。初めの工程Ｓ０１で、被検者Ｐが天板１２上にのぼり、うつ伏せになって乳房Ｂを天板１２の開口１４に落とすと、乳房Ｂが、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８の間の回転軸Ａ近くに垂れ下がって、撮影領域内に収まる。開口１４は、被検者Ｐによって大きさや形状の異なるそれぞれの乳房Ｂに最も適合する大きさや形状を有するものを選ぶことができる。また、開口１４はシリコン樹脂など、乳房形状に合わせて変形する素材であることが好ましい。被検者Ｐは、乳房Ｂ以外の部分がＸ線被曝しないように、遮蔽部材で保護されている。
【００３６】
次に、第２工程Ｓ０２で、診断に十分な範囲の乳房が撮影範囲に納まっているかを判定し、不足する場合には撮影装置の位置調整を行う。このため、低線量でのＸ線単純撮影をしてＸ線透過像の画像データを判定装置に供給する。Ｘ線撮影に代えて、図示しない光源とＣＣＤカメラとで光学的な画像撮影を行って、外形から判定するようにしてもよい。取得された撮影影像は、下側境界となる乳頭と上側境界となる胸壁が適切に撮影領域に入っているかを判断するために使用される。この判断は、調整値算出手段１２９を構成する判定部が画像解析などを使って行うが、オペレータによって行われる場合もある。このため、Ｘ線透過画像や光学的画像はオペレータが観察できるように確認画像表示手段１４３に表示することが好ましい。なお、被検者Ｐの乳房Ｂ表面に貼付あるいは塗布されたマーカの位置を画面中で確認することで、適正な撮影範囲を判定することができる。また、低線量Ｘ線を使うときは、肋骨や胸骨の陰影をマーカとして利用することができる。
【００３７】
乳房Ｂの必要な領域が撮影範囲に含まれないと判定された場合は、撮影範囲が適切になるように乳房Ｂと撮影装置との相対位置を調整する。天板１２と撮影装置の相対位置の調整は、撮影部用の回転支持装置１６と図示しない天板昇降装置のいずれを使っても行うことができる。また、乳房Ｂが大きくて撮影範囲に納まらない場合は、回転支持装置１６によりＸ線検出器１８とＸ線発生装置２０を上下方向にシフトしながらＸ線透過画像を取得するため、Ｘ線検出器１８とＸ線発生装置２０の天板１２に対する相対位置調整量および回転支持装置１６の回転回数を算出して乳房の根元から先端までシフトしながらＸ線撮影を実行させる。なお、所定の撮影範囲に収まらない大きな乳房の場合は、前述のように、乳房Ｂがある回転軸ＡとＸ線発生装置２０またはＸ線検出器１８の距離すなわち幾何学的配置を調整することにより乳房全体が撮影範囲に入るようにすることができる。
【００３８】
乳房Ｂの必要な領域が撮影範囲に含まれるかの判定と乳房Ｂと撮影装置の相対位置の調整は、乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置１００自身で自動的に行われることが好ましいが、オペレータが判定して手動で調整することもできる。オペレータが的確に判断および調整を行うために、確認画像表示手段１４３に、スケール表示など、乳頭や胸壁と撮影範囲境界との変移量の評価と調整量の算定を支援するような補助表示があることが好ましい。また、オペレータは調整値入力手段１５１を介して調整量を手動入力することができる。
【００３９】
装置の準備ができて、乳房Ｂの必要な領域が撮影範囲に含まれると判定された場合は、第３工程Ｓ０３に進み、断層画像を得るためのＸ線透過画像撮影を行う。撮影装置を搭載した回転支持装置１６が所定角回転するたびに駆動信号を発生して、Ｘ線発生装置２０からＸ線コーンレーザＣを放射し、Ｘ線検出器１８のＦＰＤで可視化した２次元のＸ線透過画像を断層画像に必要な所定の枚数だけ形成する。Ｘ線コーンレーザＣの線量は比較的小さくして、被検者Ｐの被曝を防止する。
【００４０】
得られた所定枚数のＸ線透過画像に基づいて、第４工程Ｓ０４で、画像再構成手段１２５を用いて再構成することにより、Ｘ線断層（ＣＴ）画像を形成する。
Ｘ線断層画像は、第５工程Ｓ０５で、いずれかの画像表示手段で表示される。
医師らは、表示装置に表示されたＣＴ画像を検討して、画像中に石灰化部分や腫瘤などが存在するかを判断することができる。ＣＴ画像では特に腫瘤については多数の画像に亘る情報を使って像を形成するので検出度が高いが、石灰化についてはＸ線透過画像からＸ線断層画像を再構成するときに高周波の情報が劣化するので特に細かい石灰化に対しては検出能が高くない。
【００４１】
第１０工程Ｓ１０において、医師らは、診断に必要な石灰化のＸ線透過画像を収集するため、ＣＴ画像中の病変部のうち特に観察したい部分を指定する。指定は、調整値入力手段１５１を介して行う。なお、観察部分は、調整値算出手段１２９において自動的に評価した結果に基づいて、自動的に決定することもできる。
第１１工程Ｓ１１において、調整値算出手段１２９が、指定された病変部をＸ線透過画像で観察するときに最もよい観察方向を算定して、その値を撮影部制御手段１６１に出力する。観察方向は、指定された病変部と回転軸Ａを含む面に対して垂直な方向などが考えられる。
【００４２】
第１２工程Ｓ１２において、撮影部回転手段１６３が、Ｘ線検出器１８とＸ線発生装置２０を搭載して回転軸Ａの周りを回転する回転支持装置１６を算定位置に配置させる。
第１３工程Ｓ１３において、Ｘ線発生装置２０に始業トリガーを送り、比較的大きな線量のＸ線コーンビームを発生させ、乳房Ｂを透過したＸ線をＸ線検出器１８で受けて、Ｘ線透過平面画像を形成する。Ｘ線は、指定された病変部について乳房Ｂの透過長が最も小さい部分を透過したものであるので、ここで得られるＸ線透過平面画像は、病変部のＸ線吸収状態を最も明瞭に示すものとなっている。
第１４工程Ｓ１４では、Ｘ線検出器１８で得られたＸ線透過平面画像は画像処理手段１２１で画像信号に変成され、画像表示手段１４１を介して表示される。先に取得したＸ線断層画像を並列にまたは切り替えて表示することができる。
【００４３】
第２０工程Ｓ２０において、医師などが表示されたＸ線断層画像とＸ線透過平面画像を観察して乳がん検診を行う。Ｘ線透過平面画像には石灰化がよく表示され、Ｘ線断層画像は腫瘤がよく表示されているので、両画像を使用することで従来の単独表示と比較して、より的確な診断を行うことが可能になる。
【００４４】
図７は本実施形態の別態様における圧迫板の１例の作用を説明する概念図である。本態様の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置１００は、乳頭を圧迫する１対の圧迫板３０，３２を備えるところに差異があるだけで他は変わらない。
圧迫板３０，３２は、現状のマンモグラフィに用いられる圧迫板と同じ態様のもので、Ｘ線吸収率が小さいプラスチックスなどで形成され、被検体の乳房ＢをＸ線照射方向から強く挟み等厚化して薄くすると共に病変部Ｆを固定して、患部の鮮明なＸ線透過画像を得ることにより、観察を容易にするものである。したがって、圧迫板３０，３２は乳房Ｂを挟むときには、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８を結ぶ線に対して垂直に並ぶように配置される。
【００４５】
なお、Ｘ線断層画像を観察して指定した病巣Ｆが、たとえば、図７に表したように、基準軸Ｓに対して角度αの位置にある場合には、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８を結ぶ線が基準軸Ｓからαと反対の方向に角度β＝９０°−αだけ回転した方向になるように配置することができる。このような配置方法では、圧迫板３０，３２に挟まれたときに、病巣Ｆが、厚みのほぼ中間にあって回転軸Ａから最も離れた位置に存在する。したがって、目的の病巣Ｆは最も独立的に影像が形成され、的確な観察ができる。
また、圧迫板３０，３２は、Ｘ線断層画像を取得するときにはＸ線エネルギーの減衰を来すため、コーンビームＣによる撮影領域から退避していることが求められる。
【００４６】
図８は、本態様における圧迫板の構成例を示す側面図である。図８の構成では、Ｘ線発生装置とＸ線検出器を搭載する回転支持装置１６の回転棒２６に対して同軸の回転軸３６により回転可能に支持される圧迫板回転支持装置３４が設備されていて、圧迫板回転支持装置３４に圧迫板３０，３２が搭載されている。回転軸３６は、撮影装置の回転駆動装置２８に抱かれた圧迫板回転駆動装置３８により駆動される。圧迫板３０，３２は、図示しない並進装置によりその間隙が調整されるようになっていて、乳房Ｂに対する圧迫力を制御することができる。
【００４７】
図９は圧迫板の退避方法を説明する図面である。図９（ａ）は乳房を圧迫しているときの圧迫板の平面配置図、図９（ｂ）は撮影領域から退避したときの圧迫板の平面配置図である。Ｘ線透過平面画像を取得する間で、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８が所定の方向に固定され、圧迫板３０，３２が乳房を挟み込んで稼働状態にあるときは、図９（ａ）に示すように、圧迫板３０，３２はＸ線発生装置２０とＸ線検出器１８を結ぶ軸線上に配置される。一方、Ｘ線断層画像を得るために乳房の周りを回転しながらＸ線透過画像を撮影している間は、圧迫板３０，３２はわずかとはいえＸ線コーンビームＣを減衰させるので、乳房Ｂに入射するコーンビームＣを避けるため、図９（ｂ）に示すように、Ｘ線発生装置２０とＸ線検出器１８を結ぶ軸線に垂直な方向に対向してかつコーンビームＣの外側に配置することにより退避させる。
【００４８】
退避した圧迫板３０，３２はＸ線発生装置２０とＸ線検出器１８の回転につれて回転する必要があるが、図８に示す圧迫板回転支持装置３４を撮影装置の回転支持装置１６に直交するように固定して、共に回転駆動装置２８により回転させるようにすればよい。なお、圧迫板３０，３２が乳房を挟み込んで稼働状態にあるときは、圧迫板回転支持装置３４を撮影装置の回転支持装置１６と同じ向きになるように固定して、共に回転させればよいので、圧迫板回転駆動装置３８は圧迫板回転支持装置３４を撮影装置の回転支持装置１６に対して９０°回転駆動するものであってもよい。もちろん、圧迫板回転駆動装置３８が独立に圧迫板３０，３２を撮影装置と同速度で回転させるものであってもよい。
【００４９】
図１０は別の圧迫板退避方法を説明する図面である。図１０（ａ）は乳房を圧迫しているときの圧迫板の側面配置図、図１０（ｂ）は撮影領域から退避したときの圧迫板の側面配置図である。Ｘ線透過平面画像を取得する間で、圧迫板３０，３２が乳房を挟み込んで稼働状態にあるときは、図１０（ａ）に示すように、圧迫板３０，３２はＸ線コーンビームＣの上縁付近まで押し上げられて乳房を挟むように配置される。
【００５０】
一方、Ｘ線断層画像のためにＸ線透過画像を撮影しているときには、図１０（ｂ）に示すように、圧迫板３０，３２をＸ線コーンビームＣの下端より下に移動して退避する。下に退避した圧迫板３０，３２は撮影装置が回転している間、一緒に回転していても停止していてもよい。なお、圧迫板の退避方法は、上記の方法に限られず、たとえば、圧迫板を傾けて撮影領域を避ける方法など、適宜工夫が可能である。
【００５１】
図１１は、本実施形態における圧迫板部制御系のブロック図である。本態様では圧迫板部が付帯するので、制御系全体の構成として図５のブロック図に圧迫板部制御系を追加する必要がある。圧迫板部１８０は、圧迫板退避手段１８３と圧迫板並進手段１８５と圧迫板回転手段１８７で構成され、調整値算出手段１２９から受け取る調整値信号に基づき圧迫板の挙動を制御する圧迫板制御手段１８１に支配される。
【００５２】
圧迫板３０，３２は非稼働期には撮影領域から退避させる必要がある。退避行為は種々の方法で実現できるので、圧迫板退避手段１８３には装置に即した適宜の機構が採用される。圧迫板並進手段１８５は乳房を挟み込んで適宜の圧迫力で圧迫して均等に薄い状態にするものである。また、圧迫板回転手段１８７は、撮影装置が乳房の周りを回転している間、圧迫板を一緒に回転させなければならない場合に、回転させる。また、退避状態と稼働状態を切り替えるために回転が必要な場合に作動する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置は、乳房の腫瘤なら効率よく捕捉できるＸ線断層画像により腫瘍あるいは石灰化の位置を立体的に捕捉して、これら特に石灰化を明瞭に捕らえることができる方向に撮影装置をセットしてＸ線透過平面画像を取得するので、乳房における腫瘤と石灰化の両方を的確に把握して診断することができ、乳がんの早期発見に大きく寄与することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の１実施形態に係る乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置の主要部について示した構成概念図である。
【図２】本実施形態におけるＸ線画像撮影装置の１例を説明する側面図である。
【図３】図２に示すＸ線画像撮影装置の平面図である。
【図４】本実施形態で使用するＸ線画像撮影装置の配置位置決定方法を例示する概念図である。
【図５】本実施形態に係る乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置制御系のブロック図である。
【図６】本実施形態における制御工程を示すフロー図である。
【図７】本実施形態における圧迫板の１例の作用を説明する概念図である。
【図８】図７に示す圧迫板の構成を説明する側面図である。
【図９】本実施形態における圧迫板の退避方法の1例を説明する概念図である。
【図１０】本実施形態における圧迫板の退避方法の別例を説明する概念図である。
【図１１】本実施形態における圧迫板部制御系のブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ  回転軸
Ｂ  乳房
Ｃ  コーンビーム
Ｆ  病変部
Ｐ  被検者
Ｓ  基準軸
Ｔ  像面
１２  天板
１４  開口
１６  回転支持装置
１８  Ｘ線検出器
２０  Ｘ線発生装置
２２，２４  並進装置
２３，２５  ガイドレール
２６  回転棒
２８  回転駆動装置
３０，３２  圧迫板
３４  圧迫板回転支持装置
３６  回転軸
３８  圧迫板回転駆動装置
１００  乳房Ｘ線透過平面画像断層画像撮影装置
１１０  画像生成部
１１１  撮影手段
１１３  Ｘ線発生手段
１１５  Ｘ線検出手段
１２０  画像処理部
１２１  画像処理手段
１２３  画像補正手段
１２５  画像再構成手段
１２７  確認画像生成手段
１２９  調整値算出手段
１３０  画像保存部
１３１  画像保存手段
１４０  画像表示部
１４１  画像表示手段
１４３  確認画像表示手段
１５１  調整値入力手段
１６０  撮影部
１６１  撮影部制御手段
１６３  撮影部回転手段
１６５  撮影部昇降手段
１６７  Ｘ線検出部並進手段
１６９  Ｘ線発生部並進手段
１７０  天板部
１７１  天板部制御手段
１７０  天板部
１７１  天板部制御手段
１７３  天板並進手段
１７５  天板昇降手段
１７７  圧力検知手段
１８０  圧迫板部
１８１  圧迫板制御手段
１８３  圧迫板退避手段
１８５  圧迫板並進手段
１８７  圧迫板回転手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010068929.tif 000009
【図８】
2010068929.tif 000010
【図９】
2010068929.tif 000011
【図１０】
2010068929.tif 000012
【図１１】
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