(57)【要約】【課題】  乳房のＣＴ撮影において心臓拍動の影響を受けないようにする乳房固定用の器具。乳房を胸部と伴に撮影する場合においては、前述のように撮影領域に心臓が含まれる場合は、心臓の拍動により再構成画像に偽像が発生する。【解決手段】  Ｘ線ＣＴ装置を使用して乳房を撮影するための乳房固定治具において、乳房を体軸上方に押し上げ固定することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ＣＴ装置を使用して乳房を撮影するための乳房固定治具において、乳房を体軸上方に押し上げ固定することを特徴とする。
【請求項２】
請求項１において、前記乳房固定手段は少なくとも二つの面で構成されて、前記乳房固定手段の断面は概略「くの字」型で人体に対して左右対称であることを特徴とする。
【請求項３】
請求項１において、Ｘ線発生手段、２次元検出器手段と連結して使用され、乳房固定手段の体軸方向に移動に前記Ｘ線発生手段、２次元検出器手段が連動することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＸ線等の放射線を利用して画像撮影を行うＸ線ＣＴ装置等の放射線一般を使用して被検体内の放射線特性分布を画像化する放射線撮像装置に関する。特には、コーンビームCT装置において、乳房のＣＴ撮影において心臓拍動の影響を受けないようにする乳房固定用の器具の発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体に対してＸ線を曝射し、該被検体を透過或いは被検体で散乱したＸ線をＸ線検出器で検出し、このＸ線検出出力（Ｘ線のフォトン数）に基づいて被検体の透視画像、断層像或いは三次元画像を撮像するＸ線ＣＴ装置が知られている。係るＸ線ＣＴ装置として、コーンビームＣＴ装置が開発されている。通常のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線ビームはＺ方向に薄く切り出されており、ファンビームと呼ばれるが、コーンビームＣＴ（ＣＢＣＴ）では、Ｚ方向にも広がったＸ線ビームを用い、このＸ線ビームはコーンビームと呼ばれる。
【０００３】
Ｘ線ＣＴにおいて心臓近辺、あるいは心臓自身を撮影する場合、心臓の拍動により再構成画像に偽像が発生することが知られているが、この偽像を解消するための技術が複数公開されている。例えば、心電同期再構成方式（例えばヘリカルハーフ方式）は、検出器がターゲットスライス位置を通過する例えば３回転の間に収集したデータから、心拍の特定期を中心とした１８０°＋α（αはファン角）分のデータを抽出し、その抽出したデータから画像を再構成する処理である。（例えば、特許文献１参照）
他の心電同期機能では、例えば、心電図Ｒ波から一定時間後に投影データが収集され、このデータ収集オペレーションは、心臓の大きさがほぼ同じ時期であって、投影方向が異なる投影データを例えば３６０°分揃えるために、繰り返される。この揃えられた投影データに基づいて、心臓の大きさの変動による偽像のない断層像が再構成されることができる。しかし、この心電同期機能は、非常に長いスキャン時間を要する。７５０ｍｓｅ／回転の装置で、収縮期Ａの断層像を得ることを考える。収縮期Ａは、一般的に、２００ｍｓｅｃであるので、収縮期Ａの投影データを３６０°分揃えるためには、心拍周期の４倍の時間を要する。心拍周期は一般的に１秒であるので、スキャン時間は４秒にも及ぶ。（例えば、特許文献２参照）
その他の技術は、ＥＫＧ信号（心電図）を測定中に画像再構成のために可能なかぎり特定の心臓相からのデータのみを使用する。所望の範囲の決定はその際に純粋に経験的に文献から知られている標準値に従って行われ、遅れ時間が同じく専ら経験的に決定される従来通常のＥＫＧによりトリガーされるＣＴ撮像技術に対しても当てはまることが開示されている。（例えば、特許文献３参照）
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開2002-011001号公報（〔０００３〕）
【特許文献２】特開2000-051208号公報（〔０００３〕から〔０００４〕）
【特許文献３】特開2000-157535号公報（〔０００６〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
乳癌検出には、乳房Ｘ線撮影（マンモグラム）のほかにＣＴも使用されている。乳房にＣＴが適用される場合において、乳房のみをスキャンする撮影と胸部とともにする撮影の2種類がある。乳房のみをスキャンする場合は、肺などの臓器の被曝を低減することができるが、胸骨に近い部分、特には乳房から脇にかけての部分の撮影が困難になる。そこで、乳房を胸部と伴にスキャンすることが臨床上行われている。
【０００５】
乳房を胸部と伴に撮影する場合においては、前述のように撮影領域に心臓が含まれる場合は、心臓の拍動により再構成画像に偽像が発生する。この偽像はセグメント再構成を使用することで回避できることが知られている。しかし、セグメント再構成法においては、1回転のスキャンタイムが、０．４−０．５秒と非常に高速である必要がある。ところで、コーンビームのＸ線を使用して1回のスキャンで乳房全体の3次元情報を得るＣＢＣＴが考えられるが、コーン角を１０°以下にする場合は、ＦＤＤが２ｍを越える。２ｍ以上とＦＤＤが大きな場合は、Ｘ線管球と検出器を高速で回転させることが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、スキャン時間が短い場合においても、心臓の拍動の影響を受けない撮影方法が望まれる。
【０００７】
請求項１の発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置を使用して乳房を撮影するための乳房固定治具において、乳房を体軸上方に押し上げ固定することを特徴とする。これにより女房を撮影するためのスキャン領域に心臓が含まれなくなるので偽像のない再構成画像を得ることが可能になる。
【０００８】
請求項２の発明によれば、前記乳房固定手段は少なくとも二つの面で構成されて、前記乳房固定手段の断面は概略「くの字」型で人体に対して左右対称であることを特徴とする。これにより、乳房を体軸中心に寄せながら持ち上げることが可能なり、左右対称であるので左右乳房を比較診断することが可能になる。
【０００９】
請求項３の発明によれば、Ｘ線発生手段、２次元検出器手段と連結して使用され、乳房固定手段の体軸方向に移動に前記Ｘ線発生手段、２次元検出器手段が連動することを特徴とする。これより、乳房固定手段の上下位置に係わらず好適な撮影領域に設定することが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明によれば、心臓を乳房が同一断面に含まれないので、心臓の拍動に較べて低速でスキャンしても、心臓の拍動の影響を受けない乳房断面を撮影することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好ましい実施形態を、添付図面（図１乃至６）を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の全体像を説明するための概念図である。(a)は、乳房と胸部を同時に撮影する場合を示している。被写体２は天板３にうつ伏せになり、乳房は天板３に穿った穴から垂れ下がっている。この周囲をＸ線管球１とＣＴ検出器４がこていされた筐体が回転して投影データを収集する。この撮影においては、被検者は手術状態と同じ体位になることがメリットであるが、乳房断面に心臓が含まれる可能性が高い。心臓の拍動により偽像を排除するためには、一回転０．５秒程度の高速回転ＣＴによるセグメント再構成を使用しなければならない。
【００１３】
(b)は、乳房のみをＣＴ撮影する場合を示している。被写体２は、(a)と同様な体勢であるが、Ｘ線管球１とＣＴ検出器４は、垂れ下がった乳房をスキャンするように回転する。この撮影方法のメリットは心臓の拍動に影響されない断面像を得ることができる点であるが、乳房のうち胸骨に近い部分は撮影できない。
【００１４】
(c)は、乳房と胸部を同時に撮影する場合であって、且つ立位で撮影するものである。立位で撮影することのメリッドは、撮影のスループットを大きく出来ることと、患者回転方式にするとＣＢＣＴのコーン角を大きくでき、コーン角による再構成エラーを小さく出来ることにある。しかし、立位場合は当然に乳房が下にたれるので、前掲(a)よりも乳房と心臓が同一断面にかかる割合が多くなる。そこで本発明においては、(d)に示すように、被写体の乳房を上げてながら固定する乳房固定手段を使用するので、心臓の拍動による偽像をなくした乳房断面画像が撮影できる。ここで、乳房固定手段はカーボンや繊維などＸ線透過率のよい材質で作成される。
【００１５】
図２は、実施例の構成例である。X線焦点１１から発射されたX線は、人体１６を透過したのちに乳房固定手段１３板及び散乱線除去グリッド（図示しない）を通過した後に２次元検出器１２に到達する。
【００１６】
２次元検出器１２は、半導体センサから構成され、１画素が２５０ｘ２５０μｍ、センサ外形が４３ｘ３５ｃｍである。画素数は１７２０ｘ１４００画素である。２次元検出器１２で取得されたデータは、再構成手段１４に転送されて画像再構成がされる。Ｘ線焦点１１と２次元検出器１２の幾何学的配置によりファン角φ、コーン角が決定される。
【００１７】
図３に実施例１のシステムブロック図を示す。システム全体はコンピュータシステムにより構成される。ＢＵＳ２４はコンピュータの内部バスと考えることができ、このＢＵＳを介して制御信号やデータの送信受信が行われる。制御手段１８はコンピュータのＣＰＵである。インタフェース手段２１を介して撮影開始の指示が出される。撮影の指示がされると、制御手段１８からの指示により人体１６が固定された回転テーブル１５が回転を開始する。制御手段１８は回転テーブル１５から発生されるエンコーダ信号（図示しない）を監視し、所定の一定速度、及び角度に到達したかを確認する。所定の一定速度、及び角度に到達した時点でＸ線発生手段１１に信号を送りＸ線曝射を開始する。該エンコーダ信号はデータの積分タイミング決定にも使用される。
【００１８】
テーブル一回転あたり２５０００パルスを発生させるエンコーダを使用する場合に、一回転に対して１０００ビューの投影データを収集するとすれば、エンコーダ信号２５パルス毎に２次元検出器１２からデータが収集されることになる。制御手段１８では該エンコードパルスをカウントして２５パルス毎に積分信号を発生させて、２次元検出器１２に到達したＸ線量をカウントする。本実施例においては、Ｘ線は連続に発生されることを想定しているが、これに限定されるものでなく、該エンコーダ信号をもとに２次元検出器１２の積分区間に合わせてパルス状のＸ線を発生させてもよい。２次元検出器１２からのデータはＢＵＳ２４を介して逐次的に再構成手段１４に転送される。データの転送は、回転テーブル１５が所定の回転角度を回転し、所定のビュー数が収集されるまで続く。Ｘ線曝射が完了した直後に最後の投影データが収集される。
【００１９】
収集された投影データは、再構成手段１４に転送され３Ｄボクセルの再構成がされる。再構成手段１４は、前処理、フィルタ処理、逆投影処理から構成される。前処理は、オフセット処理、ＬＯＧ変換、ゲイン補正、欠陥補正から構成される。フィルタ処理では、ラマチャンドラン関数あるいはシェップローガン関数が一般的であり、本実施例でもこれらを使用する。フィルタ処理されたデータは逆投影される。これらフィルタ処理から逆投影までのアルゴリズムは、フェルドカンプのアルゴリズムを使用している。逆投影が完了してＣＴの断面画像が再構成されると断面は画像表示手段１９に表示される。ここで、再構成アルゴリズムは、フェルドカンプのアルゴリズムを使用するが、これに限定されるものではない。参考文献には、フェルドカンプ（Ｆｅｌｄｋａｍｐ）とデイビス（Ｄａｖｉｓ）およびクレス（Ｋｒｅｓｓ）が記載した方法（「実用コーンビームアルゴリズム」（”Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｃｏｎｅ−Ｂｅａｍ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ”），Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ１，６１２〜６１９，１９８４がある。
【００２０】
図４に示した実施例のフローチャートを用いて説明する。操作者は人体１６に対して乳房固定手段１７を設定する。設定では上限方向（Ｚ軸方向）の調整が行われる。乳房固定手段１７の位置は図示しないポテンショメータにより電圧に変換されて、撮影系いそう手段２０に入力されて、乳房固定手段１７周辺を撮影するように、Ｘ線発生手段１１と２次元検出手段１２が上限方向に移動する（Ｓ１０１）。
【００２１】
インタフェース手段２１を介して撮影開始の指示が出される（Ｓ１０２）。撮影の指示がされると、インタフェース手段２１に撮影準備完了の表示がされる（図示しない）。制御手段１８からの指示により、回転テーブル１５が回転を開始する（Ｓ１０２）。
【００２２】
制御手段１８は回転テーブル１５から発生されるエンコーダ信号（図示しない）を監視し、所定の一定速度、及び角度に到達したかを確認する。所定の一定速度、及び角度に到達した時点でＸ線発生手段１１に信号を送りＸ線曝射を開始する（Ｓ１０３）。回転テーブル１５が所定の回転角度を回転し、所定のビュー数（プロジェクション数）に達すれば、制御手段１８はＸ線発生手段に指令して、Ｘ線の曝射を停止する。その後回転テーブル１５を減速させながら停止まで制御する（Ｓ１０４）。収集されたデータは再構成手段１４に転送されて、３次元ボクセルが再構成される（Ｓ１０５）。
【００２３】
図５に乳房固定手段１７の実施例を示す。(a)は、人体１６に適用した場合の鳥瞰図である。曲板で構成される腹当て部の上部に、乳房を上方向に上げ且つ中央に寄せるように構成された断面が「くの字」の部分が接続されている。(b)はアキシャル断面で、(c)はサジタル断面を表している。他の実施例として、Ｘ線発生手段１１と２次元検出器１２からなる撮影系と乳房固定手段１７を上限方向に連動させない場合は、乳房固定手段１７は女性下着であって、乳房を極端に丈夫に吊り上げるブラジャーに近似のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の概念図
【図２】実施例の撮影系
【図３】実施例のシステムブロック図
【図４】実施例を実行するフローチャート
【図５】乳房固定手段の実施例
【符号の説明】
【００２５】
１１  Ｘ線発生手段
１２  ２次元堅検出器
１３  胸当て
１４  再構成手段
１５  回転テーブル
１６  人体
１７  乳房固定手段
１８  制御手段
１９  画像表示手段
２０  撮影系移動手段
２１  インタフェース手段
２４  ＢＵＳ
【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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