(57)【要約】【課題】光学反射を抑制した医療用光学画像装置のためのスキャナを提供する。【解決手段】医療用光学画像装置のためのスキャナ１０において、ａ）支持面４の下方に位置する乳房６内へ放射光を当てるべく設置された光源と、ｂ）前記乳房６から出てくる光を検出するために設置された複数の検出器１３と、ｃ）前記光源及び前記検出器１３の下方に設置されかつ前記乳房６から反射された光を捕捉するべく適応されたコンテナ２１とを有するスキャナ。【選択図】図１
2004500216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用光学画像装置のためのスキャナにおいて、
ａ）支持面の下方に位置する乳房内へ放射光を当てるべく設置された光源と、
ｂ）前記乳房から出てくる光を検出するために設置された複数の検出器と、
ｃ）前記光源及び前記検出器の下方に設置されかつ前記乳房から反射された光を捕捉するべく適応されたコンテナとを有する
スキャナ。
【請求項２】
前記コンテナが円筒形である請求項１に記載のスキャナ。
【請求項３】
ａ）前記コンテナが内側の縦方向の壁面を具備し、
ｂ）前記内側の縦方向の壁面が角度のある段部を具備する、
請求項１に記載のスキャナ。
【請求項４】
前記角度のある段部の各々が、水平な面と上方に向いて傾斜した面とを具備する、請求項３に記載のスキャナ。
【請求項５】
前記縦方向の壁面が、低反射率材料でコーティングされている、請求項３に記載のスキャナ。
【請求項６】
前記低反射率材料が、平坦な黒い塗料である、請求項５に記載のスキャナ。
【請求項７】
前記コンテナが、内側の底面を具備する、請求項１に記載のスキャナ。
【請求項８】
前記内側の底面が、上方に向いた開口をもつ垂直に向いたハニカム構造を具備する、請求項７に記載のスキャナ。
【請求項９】
前記開口が六角形である、請求項８に記載のスキャナ。
【請求項１０】
前記内側の底面が、低反射率材料でコーティングされている、請求項７に記載のスキャナ。
【請求項１１】
前記材料が、平坦な黒い塗料である、請求項１０に記載のスキャナ。
【請求項１２】
前記乳房から周囲光を排除するために該乳房の周囲に設けられた横カーテンをさらに有する、請求項１に記載のスキャナ。
【請求項１３】
前記横カーテンが縦方向に折り畳み可能である、請求項１２に記載のスキャナ。
【請求項１４】
ａ）前記乳房の周囲に設置されたコリメータをさらに有し、
ｂ）前記コリメータが前記乳房に対向している傾斜した縦方向の面を具備する、請求項１に記載のスキャナ。
【請求項１５】
前記傾斜した縦方向の面が、前記コンテナへ向かって垂直基準線から約１５°で設置されている、請求項１４に記載のスキャナ。
【請求項１６】
ａ）前記コリメータが複数の孔を具備し、
ｂ）前記孔が、傾斜した壁を設けた溝を具備する内側の面を有する、請求項１４に記載のスキャナ。
【請求項１７】
前記溝が螺子溝で形成されている、請求項１６に記載のスキャナ。
【請求項１８】
医療用光学画像装置のためのスキャナにおいて、
ａ）支持面の下方に位置する乳房内へ放射光を当てるべく設置された光源と、
ｂ）前記乳房から出る光を検出するために設置された複数の検出器と、
ｃ）前記検出器の視野を制限するために前記複数の検出器の各々と関連付けられる複数の孔を具備するコリメータとを有し、該複数の孔は非平坦な内側の面を具備する、
スキャナ。
【請求項１９】
前記内側の面が傾斜した壁をもつ溝を具備する、請求項１８に記載のスキャナ。
【請求項２０】
前記内側の面が螺子溝を設けられている、請求項１８に記載尾スキャナ。
【請求項２１】
前記コリメータが前記乳房に対向している傾斜した縦方向の面を具備する、請求項１８に記載のスキャナ。
【請求項２２】
前記傾斜した縦方向の面が、コンテナの方へ向かって垂直基準線から約１５°で設置されている、請求項２１に記載のスキャナ。
【請求項２３】
医療用光学画像装置のためのスキャナにおいて、
ａ）乳房内へ放射光を向けるべく設置された光源と、該乳房から出てくる光を検出すべく設置された複数の検出器とを具備する走査チャンバを有し、
ｂ）前記走査チャンバが低反射率材料でコーティングされた内側の面を具備する、
スキャナ。
【請求項２４】
前記材料が、平坦な黒い塗料である、請求項２３に記載のスキャナ。
【請求項２５】
医療用光学画像装置のためのスキャナにおいて、
ａ）乳房内へ放射光を向けるべく設置された光源と、該乳房から出てくる光を検出すべく設置された複数の検出器とを具備する走査チャンバを有し、
ｂ）前記走査チャンバが、水平面からの光を当てるために傾斜した縦方向の面を具備する、
スキャナ。
【請求項２６】
ａ）前記光源及び前記検出器の下方に設置されたコンテナを具備し、
ｂ）前記コンテナが内側の縦方向の壁面を具備し、
ｃ）前記内側の縦方向の壁面が角度をもった段部を具備する、
請求項２５に記載のスキャナ。
【請求項２７】
前記角度をもった段部が各々、水平面と、上方へ向いた角度付きの面とを有する請求項２６に記載のスキャナ。
【請求項２８】
前記コンテナが円筒形である、請求項２６に記載のスキャナ。
【請求項２９】
前記チャンバが、前記乳房から周囲光を排除するために該胸部の周囲に設けられた横カーテンを具備する請求項２５に記載のスキャナ。
【請求項３０】
前記横カーテンが、傾斜した縦方向の面を具備し、縦方向に折り畳み可能である、請求項２９に記載のスキャナ。
【請求項３１】
医療用光学画像装置のためのスキャナにおいて、
ａ）支持面の下方に位置する乳房内へ放射光を当てるべく設置された光源と、
ｂ）前記乳房から出てくる光を検出するために設置された複数の検出器と、
ｃ）前記検出器の視野を制限するために前記複数の検出器の各々と関連付けられる複数の孔を具備するコリメータとを有し、該複数の孔は非平坦な内側の面を具備する、
スキャナ。
【請求項３２】
前記内側の面が、傾斜した壁をもつ溝を具備する請求項３１に記載のスキャナ。
【請求項３３】
前記内側の面が、螺子溝を設けられている、請求項２１に記載のスキャナ。
【請求項３４】
前記コリメータが、前記乳房に対向する傾斜した縦方向の面を具備するスキャナ。
【請求項３５】
前記傾斜した縦方向の面が、前記コンテナへ向かって垂直基準線から約１５°で設置されている、請求項３４に記載のスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０００年４月１４日出願の暫定出願番号Ｎｏ．６０／１９７，４１５の優先権を主張する非暫定出願であり、当該暫定出願を参照することによりその内容を包含する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般的には診断用医療画像装置に関し、特に、照射源として近赤外レーザを用いる乳房画像装置に関する。
【０００３】
（発明の背景）
乳癌は、アメリカ人女性人口の中で主要な死因である。この病気の効果的治療は、悪性腫瘍の早期発見の後に最も十分に発揮される。乳癌の兆候について全人口の全体的スクリーニングを実行する多くの運動が現在進行中である。このようなスクリーニング運動には、信頼性ある発見プロセスを実行するために精密で自動化された装備を必要とする。
【０００４】
現在のＸ線写真撮影法のＸ線吸収密度解像度は、悪性腫瘍の信頼性ある早期発見を行うには不十分である。１ｃｍを超える乳癌については転移の可能性が格段に増大することが研究により示されている。このサイズの腫瘍は、乳房画像において発見されるほどの十分なコントラストを生じることは稀である。写真撮影による乳房画像において発見可能なコントラストを生じるには、２〜３ｃｍの大きさが必要である。汎用的乳房撮影において推定的な発見のために用いられるカルシウムの投与もまた、大きな腫瘍に関連するようである。これらの理由から、写真撮影による乳房画像は、この条件での発見にあまり効果的でなかった。
【０００５】
今日、医院や病院で使用されている多くの乳画像装置は、よくみても快適とはいえず、多くの場合、患者に苦痛である乳房圧迫技術を必要とする。さらに、Ｘ線は、イオン化照射を構成するので、最も一般的に用いられている乳房画像技術の使用に更なる危険因子をもたらす。
【０００６】
米国特許Ｎｏ．４，０７５，８８３等に超音波もまた提示されている。当該特許は、乳房を液体を充填した走査チャンバに浸すことを要する。米国特許Ｎｏ．３，９７３，１２６ではさらに、Ｘ線走査技術において乳房を液体充填チャンバに浸すことを要する。
【０００７】
近年、内部構造を明らかにするために体内を非侵入的に見通す光、特にレーザ光の利用が、開発されてきた。この技術は、光学画像技術と呼ばれている。光学画像技術及び分光技術は、光学断層技術の重要な構成要素である。過去１０年間の急速な発展により、光学断層技術は病院で活用される一歩手前まできている。光波長フォトンは、Ｘ線フォトンとは違い、生体組織に直線的に浸透しない。この現象により光フォトンは、フォトンが走査される試料から出てくる前に組織内部で散乱させる。
【０００８】
Ｘ線フォトン伝播は本質的に直線状であるので、コンピュータ・アルゴリズムの利用を通して演算された断層画像を作成するために、ラドン変換に基づいた比較的直接的な技術が開発された。走査される物体を周囲３６０°について複数の測定が行われる。これらの測定は、投影として知られ、走査される物体の内部を表す画像を作成するためにデータを背後へ投影するために用いられる。
【０００９】
光学的乳房スキャナにおける検出信号は、極めて低いレベルである。走査領域からは、周囲の光を排除しなければならない。スキャナ内部の反射は、画像欠陥の原因となるか、あるいは、復元された画像をほとんど役に立たないものとしてしまう。
【００１０】
（発明の目的及び概要）
本発明の目的は、医療用光学画像装置のためのスキャナであって、復元された画像の欠陥形成を最小限とするために走査チャンバ内の光反射を抑制したスキャナを提供することである
【００１１】
本発明の更なる目的は、周囲光が走査チャンバへ入るのを排除した医療用光学画像装置のためのスキャナを提供することである。
【００１２】
本発明の更なる目的は、乳房と光検出器との間の光キャビティ内部の反射を抑制する医療用光学画像装置のためのスキャナを提供することである。
【００１３】
まとめると、本発明は、医療用光学画像装置のためのスキャナにおいて、支持面の下方に位置する乳房内へ放射光を当てるべく設置された光源と、乳房から出てくる光を検出すべく設置された複数の検出器と、光源及び検出器の下方に設けられかつ乳房から反射された光をトラップするために適応されたコンテナとを有する。
【００１４】
本発明はまた、医療用光学画像装置のためのスキャナであって、支持面の下方に位置する乳房内へ放射光を当てるべく設置された光源と、乳房から出てくる光を検出するために設置された複数の検出器と、検出器の視野を制限するために複数の検出器の各々と関連付けた複数の孔を具備するコリメータとを有する。これらの孔は、非平滑な内側表面を具備する。
【００１５】
本発明はさらに、医療用光学画像装置のためのスキャナであって、乳房内へ放射光をあてるべく設置された光源と、乳房から出てくる光を検出すべく設置された複数の検出器とを具備する走査チャンバを有する。走査チャンバは、その内側表面に低反射率材料がコーティングされている。
【００１６】
本発明はさらに、医療用光学画像装置のためのスキャナであって、乳房内へ放射光をあてるべく設置された光源と、乳房から出てくる光を検出すべく設置された複数の検出器とを具備する走査チャンバを有する。この走査チャンバは、水平面から光を当てるために傾斜のある縦方向の面を具備する。
これらの及び他の本発明の目的は、以下の詳細な説明から明らかとされるであろう。
【００１７】
（図面の簡単な説明）
図１は、本発明により作製された走査チャンバ内に乳房を懸架させて支持台上に位置する患者を示す医療用光学画像装置の概略的側立面図である。
図２は、走査中の乳房から反射された光を捕捉するためにスキャナの下方に設置されたコンテナの概略的断面図である。
図３は、光トラップとして用いられるハネカム構造を示す、図２のライン３−３に沿った上面図である。
図４は、データ取得の傾斜角と平面との間の関係を示す、図２に示したコンテナの側壁の拡大部分断面図である。
図５は、検出器の視野を制限するための複数の孔を示す、本発明により作製されたコリメータの斜視図である。
図６は、患者の乳房、照射ビーム、コリメータ、検出器視野、と検出器との間の関係を示す、スキャナの概略的平面図である。
図７は、軸ぶれ光が検出器に到達することを最小限とするための光トラップを示す、図５のライン７−７を通る拡大概略断面図である。
【００１８】
（発明の詳細な説明）
医療用光学画像装置は、米国特許Ｎｏ．５，６９２，５１１、６，１００，５２０、６，１３０，９５８に開示されており、ここに参照することによりその内容を含めるものとする。
図１を参照すると、患者２が、走査チャンバ８に一方の乳房６を懸架させて走査テーブル４上にうつむけで横たわっている。医療用光学画像スキャナ１０は、軌道プレート１４へ固定されたコリメータ１２と、昇降プレート１６とを具備する。コリメータ１２は、検出器１３（図５参照）と連動させられる。軌道プレート１４は、１スライスのデータを得るために乳房の周囲を一周する軌道を有する。昇降プレート１６は、軌道プレート１４が別のスライスのデータを取得するために乳房の周囲を再び一周する場合、異なる垂直位置に軌道プレート１４を設置するために、駆動スクリュー１８により垂直に動かされる。横カーテン２０は、テーブル４及び昇降プレート１６の下側に取り付けられることにより、横カーテン２０、軌道プレート１４、昇降プレート１６及び円筒等の中空コンテナ２１により形成される走査チャンバ８に対する周囲光の障壁となる。
【００１９】
横カーテン２０は、昇降プレート１６が下がったり上がったりすると拡張したり収縮したりするために縦方向に折り畳み可能である。横カーテン２０は、傾斜部をもつ縦方向の面２３を具備する。横カーテン２０は、低反射若しくは非反射材料から作製されることが有利である。
【００２０】
図２を参照すると、中空円筒２１は、一般的に符号２４で示すように、内部反射を底面へ向かって下方へそしてコリメータ１２及び検出器１３から離れるように向けるべく適応された一連の非垂直段部２２として形成された内面を具備する。反射光２４は、走査ビーム４０から発生して乳房６へ衝突する。中空シリンダ２１の底面２６には、乳房へ向かって上方へ向いた開口３０を具備するハネカム構造２８が設けられる。ハネカム構造２８は、中空シリンダ２１内の散乱反射光を捕捉し、胸部及びコリメータ１２の方へ戻っていくことを防ぐのに有利である。
【００２１】
段部２２は、好適には水平部分３２及び傾斜部分３４により形成される。ステップ２２は、反射光を走査平面から離すように向けるべく構成されており、一般的に図２に示される走査ビーム４０により示される。水平部分３２と傾斜部分３４の間の角度３５は、散乱光の下方への反射を生じるように形成されている。中空シリンダの内面は、これらの段部及びハニカム構造を具備しており、低反射若しくは非反射の表面を形成すべく平坦な黒い塗料で塗装されている。ハニカム構造２８の開口は、図３に示すように好適には六角形であるが、円形、四角形、三角形、五角形又は他の幾何学形状でも機能する。
【００２２】
図５は、乳房６の周囲で湾曲する本体３７を貫通する一連の孔３６を有するコリメータ１２を示す。検出器１３は、走査中に乳房に衝突するレーザ光４０により乳房６から来る光を検出するために各孔３６の端部に設置される。コリメータ１２は、乳房に対向する縦方向の面４２を具備する。縦方向の面４２は、好適には垂直方向から約１５°傾斜していることにより、散乱光を中空シリンダへ向かうように下方へ向け、他の孔３６から遠ざける。レンズ４３は各検出器１３の前に置かれることにより、光収集性能を高める。
【００２３】
走査チャンバ８内では、乳房に対向したいずれの面も、平坦な黒い塗料を塗った低反射性若しくは非反射性で作製され、垂直方向から傾斜していることが有利である。この方法においては、散乱光がコリメータ１２の孔３６へ侵入する可能性を最小限とできる。
【００２４】
図６は、コリメータ１２の概略的な平面図である。各孔３６は、符号４４で概略的に示される視野を有することにより、検出器１３により検出可能な光の量及び方向を制限している。
【００２５】
図７は、各孔３６の内面の一部を示しており、例えば、傾斜した壁を具備する一連の溝を設けることにより、あるいは、細かいピッチの螺子溝４６を孔に設けることにより、非平坦に形成されている。これにより、符号４８で示すように軸ぶれ光が孔の他端の検出器１３に到達すること格段に低減する。螺子溝４６の側壁は、光４８の反射経路を符号４９で示すように変更する。孔３６の長さは、個々の検出器１３の視野を制限する。軸ぶれ光４８は、一般に無駄な反射光である。乳房を通過した軸光５０が、画像復元に用いられる。
【００２６】
本発明は、好適例により説明されたが、本発明の原理に一般的に従った更なる改変、利用及び／又は適応、並びに本発明に関する公知及び慣用技術に含まれる本発明の開示からの逸脱が可能であることを理解されたい。
【国際公開パンフレット】
2004500216.tif 000003
2004500216.tif 000004
2004500216.tif 000005
2004500216.tif 000006
2004500216.tif 000007
2004500216.tif 000008
2004500216.tif 000009
2004500216.tif 000010
2004500216.tif 000011
2004500216.tif 000012
2004500216.tif 000013
2004500216.tif 000014
2004500216.tif 000015
2004500216.tif 000016
2004500216.tif 000017
2004500216.tif 000018
2004500216.tif 000019
2004500216.tif 000020
2004500216.tif 000021
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004500216.tif 000022
【国際調査報告】
2004500216.tif 000023