(57)【要約】  本発明は、透過放射線の場を用いて物体の検査を支援する圧迫装置１に関する。この圧迫装置１は、検査される物体をその上に受け入れるように構成された支持板３と、圧迫板４と、移動装置５であって、支持板３と圧迫板４とを相互作用させ、支持板３と圧迫板４との間隔Ａを変更させて支持板３と圧迫板４の間に物体を圧迫させることができるように配置された、移動装置とを備える。複数の圧力センサ１３が、圧迫された物体の圧迫領域にわたって局所圧力分布を感知し、支持板３及び／又は圧迫板４にわたって分布する。圧迫領域にわたって局所圧力分布を感知することによって、移動装置５が、角度をなして直線的に支持板３と圧迫板４との間隔Ａを設定し適合させるように配置される、透過放射線の場を用いて物体の検査を支援する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過放射線の場を用いて物体の検査を支援する圧迫装置（１）において、
検査される物体をその上に受け入れるように構成された支持板（３）と、
圧迫板（４）と、
移動装置（５）であって、前記支持板（３）と前記圧迫板（４）とを相互作用させ、前記支持板（３）と前記圧迫板（４）との間隔（Ａ）を変更させて前記支持板（３）と前記圧迫板（４）の間に物体を圧迫させることができるように配置された、移動装置と、
複数の圧力センサ（１３）であって、圧迫された物体の圧迫領域にわたって局所圧力分布を感知し、前記支持板（３）及び／又は前記圧迫板（４）にわたって分布する、複数の圧力センサと、を備え、
前記圧迫領域にわたって局所圧力分布を感知することによって、前記移動装置（５）が、角度をなして直線的に前記支持板（３）と前記圧迫板（４）との前記間隔（Ａ）を設定し適合させるように配置される、透過放射線の場を用いて物体の検査を支援する、圧迫装置。
【請求項２】
前記支持板（３）と前記圧迫板（４）との前記間隔（Ａ）が、少なくとも２つの自由度により角度をなして適合させることができる、請求項１に記載の圧迫装置。
【請求項３】
前記支持板（３）と前記圧迫板（４）との角度をなして直線的な間隔（Ａ）が、手動で設定し適合させるように構成される、請求項１又は２に記載の圧迫装置。
【請求項４】
前記圧迫板（４）が複数の部分に分けられ、前記複数の部分が、前記圧力センサから受信される局所圧力分布に関する情報に基づいて、個別に動作可能である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧迫装置。
【請求項５】
局所圧力分布を感知することによって、前記移動装置（５）が、前記支持板（３）と前記圧迫板（４）との前記角度をなして直線的な間隔（Ａ）を動的に設定し適合させるように配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧迫装置。
【請求項６】
前記圧力センサ（１３）が、アレイ又はマトリックス（１４）として配置される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧迫装置。
【請求項７】
前記圧力センサ（１３）が使い捨てである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧迫装置。
【請求項８】
透過放射線の場を用いて物体の検査を支援する方法において、
支持板（３）及び圧迫板（４）を備えた圧迫装置（１）に、検査される物体を配置し（１００）、前記支持板（３）と前記圧迫板（４）の間に物体を圧迫すること（２００）と、
前記支持板（３）及び／又は前記圧迫板（４）にわたって分布する複数の圧力センサ（１３）によって、圧迫された物体の圧迫領域にわたる局所圧力分布を決定すること（３００）と、
予め定めた承認された圧力分布を考慮して、前記圧迫領域にわたる局所圧力分布を評価すること（４００）と、
前記局所圧力分布の評価によって、角度をなして直線的に前記支持板（３）と前記圧迫板（４）との間隔（Ａ）を適合させること（５００）と、を含む前記方法。
【請求項９】
前記間隔（Ａ）の適合後に、圧迫された領域の圧迫領域にわたる調整された局所圧力分布を決定する段階（７００）を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
圧力分布図として前記局所圧力分布及び／又は前記調整された局所圧力分布を可視化する段階（９００）を更に含む、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記支持板（３）と前記圧迫板（４）との前記間隔（Ａ）を適合させた後、圧迫された物体のＸ線画像を撮像する段階（６００）を更に含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記調整された局所圧力分布図と前記Ｘ線画像とを重ね合わせる段階（１０００）を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
圧迫された物体の組織における異常な弾性の領域を識別するために、前記調整された局所圧力分布が決定されるときに収集された圧力データと、組織の弾性に関するあらかじめ定義された情報とを比較する段階（１１００）を更に含む、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過放射線の場を用いて物体の検査を支援する圧迫装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マンモグラフィは、乳癌のスクリーニングに選択される現行の撮像方法である。しかしながら、マンモグラフィは、スクリーニングにおいて最大３０％の癌を見落とすことが報告されており、乳癌検出の点から準最適な方法である。癌非検出の重要な２つの理由は、３Ｄ物体（乳房）に２Ｄ画像（マンモグラフィ）を適用する場合の組織の重ね合せ、並びに、癌増殖パターン、及び一部の腫瘍と正常組織との間の物理特性の微妙な相違である。組織重ね合せの影響を低減するために、乳房トモシンセシスが開発されている。乳房トモシンセシスは、準３Ｄ技術であって、デジタルマンモグラフィと同様の低い線量レベルの放射線を用いて乳房の薄片を提供することにより深さ分解能を改善する準３Ｄ技術を利用する。
【０００３】
原則として、乳房の悪性病変を検出するマンモグラフィ装置は、Ｘ線源と、乳房のＸ線画像を提供するために協働するＸ線検出器とを備えている。乳房は、パドルによりＸ線検出器に対して押圧される圧迫装置に挿入される。圧迫によって、乳房は、適切なＸ線画像を取得するために、平坦化される。圧迫によって、乳房組織を大きく分離することで画質を改善することができる。さらに、散乱放射線を低減することができ、乳房への放射線量を最小化することができる。マンモグラフィ撮像法は顕著に改善されているが、現代のマンモグラフィが１９６０年代に導入されて以来、圧迫装置は基本的に変わっていない。
【０００４】
スクリーニングプログラムへの多くの参加者数は、乳癌死亡率の低減を達成するための重要な要因である。それでも、研究によると、多くの女性は、乳房圧迫時に受ける痛みが原因で、スクリーニングの参加を控えている。
【０００５】
さらに、圧迫装置は、乳房を固定し適切な乳房圧迫を提供するという点では非効率的である。乳房だけでなく胸筋及び付近の組織にも一般に高い圧力が加わることに留意する必要がある。過度に加えられる力によって、不要な痛みが生じるだけでなく、組織の厚さを低減することもできない。
【０００６】
ある特許文献には、この問題に対処する一例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献には、マンモグラフィ装置が、乳房とパドルとの接触領域を測定する接触測定部を有するという解決策を示唆されている。乳房に加えられる力を測定するのに、少なくとも１つのセンサが用いられる。接触領域とともに力は、乳房に加えられる平均的圧力を提供する。そして、撮像時に不要で回避可能な痛みを回避するように、平均的圧力は、あらかじめ確立されたレベルに制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００２８３７３明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、痛みの経験及び不要な痛みを低減する改善された圧迫装置を提供することであり、これによって、スクリーニングを控える女性は少なくなる。
【０００９】
別の目的は、身体の適切な部位に圧迫を誘導することが可能な改善された圧迫装置及び撮像方法を提供することである。
【００１０】
更に別の目的は、腫瘍検出可能性を高めるように、改善された撮像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様によれば、これらの目的及び他の目的は、透過放射線の場を用いて物体の検査を支援する圧迫装置であって、検査される物体をその上に受け入れるように構成された支持板と、圧迫板と、移動装置であって、支持板と圧迫板とを相互作用させ、支持板と圧迫板との間隔を変更させて支持板と圧迫板の間に物体を圧迫させることができるように配置された移動装置と、複数の圧力センサであって、圧迫された物体の圧迫領域にわたって局所圧力分布を感知し、支持板及び／又は圧迫板にわたって分布する複数の圧力センサと、を備え、圧迫領域にわたって局所圧力分布を感知することによって、移動装置が、角度をなして直線的に支持板と圧迫板との間隔を設定し適合させるように配置される、圧迫装置によって達成される。
【００１２】
本明細書に用いられる透過放射線という用語は、Ｘ線を含むものとして解釈する必要がある。
【００１３】
したがって、本発明の圧迫装置は、適応圧力分布システムを用いることによって、検査時に、物体、例えば乳房上の最新の圧力分布を測定することができる。これによって、適応圧力分布を可能にする、より動的な圧迫が提供される。
【００１４】
本発明によれば、乳房に負荷がかかる場合であっても、異なる固有の弾性係数を有する内部構造体は、圧力センサを用いて撮像可能な内圧を発生させる。比較的高い圧力レベルは、悪性腫瘍に見出すことができる。この撮像方法は、機械撮像(mechanical)又は触覚撮像(tactile imaging)と呼ばれる。
【００１５】
通常胸壁から乳首まで減少している乳房の厚さ勾配に加えて、他の構造体は、乳房内に存在するか、又は、圧力分布に影響を与えるその近くに存在する。これらの中で最も顕著なものは胸筋であり、胸筋は、周囲の組織と比較してかなり硬く、検査される女性が緊張している場合には、更に硬くなる。圧迫力の低減によって、乳房の厚さは実質的に増加せず、このことは、力が適切な乳房圧迫の十分な指標ではないことを示す。関心のある要素が、通常、均等な圧迫を受けるのに少ない圧力しか必要ない脂肪に囲まれた、高密度の実質組織であるので、乳房上の均一な圧力については追求されていない。
【００１６】
したがって、複数の圧力センサから収集された情報に基づいて、乳房上に力を選択的に分散させることができることは有益である。
【００１７】
本発明によれば、物体、例えば乳房を撮像する新規方法は、圧迫板による乳房の圧迫から生じる圧力分布を用いる機械撮像による方法である。機械撮像という用語は、本出願の文脈において、触覚撮像も含める必要がある。
【００１８】
本発明は、全く同一の検査時に、Ｘ線撮像と機械撮像を同時に行うことができる。機械撮像は、器官の表面に機械的ストレスのパターンを感知することによって、内部構造体を可視化するのに用いることができる。疾患を検出するための触診に適している他の器官も、この種類の圧迫装置に十分に適しており、本発明は、乳房に加えて他の適切な器官に適用可能である。正常乳房組織と異常乳房組織との間の弾性剛性の差異は認識されているが、そのほとんどは生体外から得られている。
【００１９】
それにもかかわらず、乳房組織は非直線的な弾性を有しており、圧力の増加によって、厚さ低減率が指数関数的に減少する。剛性の相対的変化によって、さらに、種々の組織型に応じて変化する歪みレベルによって、圧迫された乳房の表面で行われる圧力分布測定から、正常乳房組織と悪性の構造体とを区別ことが可能であるか、又は、本発明の別の実施形態では、Ｘ線画像に付加的な診断情報を加えるのに圧力画像を用いる。
【００２０】
圧迫された物体の圧力分布を写像し調節することが可能な圧迫装置を使用することによって、マンモグラフィ単独と比較して、腫瘍検出可能性を改善する、組織の弾性に基づいた撮像原理（機械撮像）を用いることができる。
【００２１】
移動装置は、マンモグラフィ装置の台によって少なくとも部分的に形成することができる。
【００２２】
圧迫板及び／又は支持板は、電気的に又は空気圧により作動するサーボを備え得る。かかるサーボによって、圧迫板と支持板との傾斜度(angularity)は、複数の圧力センサによって検出された局所圧力分布に応じて、動的に変更することができる。
【００２３】
支持板と圧迫板との間隔は、少なくとも２つの自由度により角度をなして適合させることができる。角度調整は、少なくとも２つの自由度で同時に行うことができる。角度調整は、ピッチ及び又はロールとして行うことができる。少なくとも２つの自由度により角度調整を可能にすることによって、物体における適切な圧迫分布を提供する可能性が高められる。また、これによって、高い質のＸ線画像を提供する可能性も高められる。さらに、圧迫分布は、検査される乳房の実際の解剖学的構造、そして、乳房組織の特定領域にも適合させることができる。したがって、カスタマイズの形態が提供される。
【００２４】
支持板と圧迫板との角度をなして直線的な間隔(angular and linear spacing)は、手動で設定し適合させるように、構成することができる。したがって、操作者は、マンモグラフィ装置及び移動装置からリアルタイムで受信された情報を用いることができる。例として、この情報は、ディスプレイ上で操作者に示されてもよい。
【００２５】
圧迫板は部分に分けられていてもよく、その部分は、圧力センサから受信される局所圧力分布に関する情報に基づいて、個別に動作可能である。この部分によって、検査される女性の解剖学的構造又は関心対象の特定領域への圧力分布の高い適合度が可能になる。
【００２６】
局所圧力分布を感知することによって、移動装置は、支持板と圧迫板との角度をなして直線的な間隔を動的に設定し適合させるように配置され得る。これは、制御装置から受信されるリアルタイム情報に基づき得る。制御装置はマンモグラフィ装置と一体化され得るか、又は、圧迫装置及び移動装置の制御に専ら関与する制御装置であり得る。
【００２７】
圧力センサは、アレイ又はマトリックスとして配置することができる。アレイ又はマトリックスは、支持板又は圧迫板の適切な表面領域を覆うように配置される。かかるアレイ又はマトリックスに含まれる個々のセンサの数は、感度、空間分解能及び精度などの要因によって異なることを理解する必要がある。また、圧力センサは、その外面又は外面に近接する位置において、それぞれの板に一体化されて又は着脱可能に配置できることも理解する必要がある。圧力センサは、放射線不透過性圧力センサ又は放射線透過性圧力センサであり得る。センサによって、局所圧力分布を測定することができ、その情報に基づいて、乳房の解剖学的構造に関連する圧力分布をグラフにより写像することができる。放射線透過性圧力センサは、Ｘ線画像の質を損なうことなく、マンモグラフィの視界に含まれることが可能であるという点で、放射線不透過性センサを上回る利点を有する。
【００２８】
圧力センサは、使い捨てであってもよい。これによって、圧力センサは安価に製造されてもよいし、有限数の使用後に廃棄されるように製造されてもよい。
【００２９】
別の態様によれば、本発明は、透過放射線の場を用いて物体の検査を支援する方法であって、支持板及び圧迫板を備えた圧迫装置に、検査される物体を配置し、支持板と圧迫板の間に物体を圧迫することと、支持板及び／又は圧迫板にわたって分布する複数の圧力センサによって、圧迫された物体の圧迫領域にわたる局所圧力分布を決定することと、予め定めた承認された圧力分布を考慮して、圧迫領域にわたる局所圧力分布を評価することと、局所圧力分布の評価によって、角度をなして直線的に支持板と圧迫板との間隔を適合させることと、を含む方法に関する。
【００３０】
本方法は、圧迫装置を考慮して先に論じた多くの利点を提供する。この利点は、本方法にも同様に適用可能であるが、過度の繰り返しを避けるために、先の段落を参照されたい。先行技術の短所の一つは、超音波エラストグラフィ及び磁気共鳴エラストグラフィなどの関連方法を診断に利用することができるが、変形範囲、分解能及び組織異方性を含む制限が感度を制限することである。本発明によって、機械撮像を行い、診断目的と圧迫改善の両方に同じ圧力画像を用いることが可能である。
【００３１】
本方法は、間隔の適合後に、圧迫された領域の圧迫領域にわたる調整された局所圧力分布を決定する段階を更に含み得る。
【００３２】
本方法は、圧力分布図として局所圧力分布及び／又は調整された局所圧力分布を可視化する段階を更に含み得る。
【００３３】
本方法は、支持板と圧迫板との間隔を適合させた後、圧迫された物体のＸ線画像を撮像する段階を更に含み得る。
【００３４】
本方法は、調整された局所圧力分布図とＸ線画像とを重ね合わせる段階を更に含み得る。
【００３５】
本方法は、圧迫された物体の組織における異常な弾性の領域を識別するために、調整された局所圧力分布が決定されるときに収集された圧力データと、組織の弾性に関するあらかじめ定義された情報とを比較する段階を更に含み得る。
【００３６】
本発明の目的、特徴及び利点は、次に示す本発明の詳細な説明から明らかになるが、添付図面を参照して本発明の実施形態を更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】マンモグラフィ装置に取り付けられた場合の、本発明の一実施形態に係る圧迫装置の非常に概略的な斜視図を開示する。
【図２】本発明の一実施形態に係る発明を説明するフローチャートを開示する。
【図３ａ】均一で十分な圧力分布の例を可視化した圧力分布図の例を開示する。
【図３ｂ】不均一で不十分な圧力分布の例を可視化した圧力分布図の例を開示する。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明の実施形態を以下に十分に説明する。ただし、本発明は、多くの種々の形態により具体化することができ、本明細書に示されている実施形態に限定されるものとは解釈されない。むしろ、これらの実施形態は、本開示を十分かつ完全なものとし、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように示されている。
【００３９】
デジタル乳房画像では、乳房圧迫は、乳房組織分離を増加させ散乱放射線を低減することによって画質を向上させるように、そして、人体のうちで最も放射線感受性が高い組織のうちの一つである乳房への放射線量を最小化するように行われる。これらの理由により、乳房は、患者の痛みの閾値を単に下回るにすぎないレベルまで、可能な限り合理的に圧迫される。一般に、二次元乳房画像において乳房の容積が多く広げられるほど、より正確に画像が解釈される。また、可能な限り乳房の厚さを均一に提供することが望まれ得る状況もあり得る。
【００４０】
乳房トモシンセシスとともにデジタルマンモグラフィでは、運動偽像を回避するために、乳房を固定する必要がある。しかしながら、乳房トモシンセシスの走査時間は２０秒と長く、これは、デジタルマンモグラフィの走査時間よりもはるかに長い。乳房トモシンセシスは準３Ｄ技術であるので、深さ方向における組織の良好な分離により、圧迫の低減から利益を得ることができる。乳房トモシンセシスに一般に用いられる再構成アルゴリズムは、個々の投影で発生する散乱放射線を効果的に補正する。このような理由により、（低い圧迫による）照射された組織の大きな厚さは、得られる乳房トモシンセシス画像における散乱放射線の割合に悪影響を及ぼさない。
【００４１】
適用される乳房圧迫は、デジタルマンモグラフィとともに調査されている。しかしながら、その場合、圧迫装置は、ほとんどの圧力が胸壁に加えられ、意図されるような胸中央部の構造体を実際に広げていないという事実により、非常に非能率的であることが分かった。
【００４２】
ここで図１を参照すると、本発明に係る圧迫装置１の一実施形態の斜視図が非常に概略的に開示されている。圧迫装置１は、マンモグラフィ装置２に配置されている。
【００４３】
圧迫装置１は、支持板３と、圧迫板４と、移動装置５とを備えている。
【００４４】
以下の説明を容易にするために、圧迫装置１を、主要面に水平方向に配向された、すなわち、図示されているｘ‐ｙ面に配向された板３、４とともに説明する。特に使用時に、板３及び４を異なる向きに配向されてもよいことは言うまでもない。
【００４５】
支持板３は、検査される物体を受け入れるように構成された本質的に平らな上面６を備えている。以下の説明では、物体を乳房として説明する。本発明は、乳房に限定されるものではなく、他の身体部分にも適用できることを理解する必要がある。
【００４６】
支持板３は、乳房（開示せず。）を支持することが可能な固体材料から製造される。Ｘ線装置（開示せず。）では、支持板はＸ線検出器を覆い、このため、Ｘ線透過に適した材料、例えばグラファイトから製造される。また、支持板はそれ自体、検出器であってもよい。上面６は、圧迫板４の下面７に対向して配置されている。
【００４７】
圧迫板４は、本質的に平らな面であって、最も簡素な形態において、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート(Polymethyl methacrylat)）、ポリカーボネート若しくは炭素繊維、又はＸ線透過に適切な他のいずれかの材料から製造される本質的に平らな面を備えている。この材料は、硬く耐久性があることが好ましい。さらに、材料が乳房の適切な配向を容易にするように透明である場合は、有利である。
【００４８】
開示されている実施形態では、圧迫板４は、マンモグラフィ装置２とは反対側にあり本質的に平らな下面７を囲む垂直壁部８を備えたおおむねトレーの形状であるものとして、開示されている。垂直壁部８は、他の身体部分が干渉しないことを保証するのに用いることができる。
【００４９】
圧迫板４は、部分（開示せず。）により、例えば格子状構造によって配置されていてもよい。それぞれの部分は、一実施形態では後述するサーボ又は空気圧を用いて、個々に力を加えることができる。さらに、それぞれの部分は、それ自体のアレイ又は圧力センサのマトリックスを備え得る。
【００５０】
圧迫板４及び支持板３は、支持板３の上面６と圧迫板４の下面７との間に間隔Ａをもって配置されている。間隔Ａは、支持板３及び／又は圧迫板４のいずれかを互いを考慮して移動させ、これにより、検査される物体を挿入可能にし、同様に圧迫し、間隔Ａ、したがって圧迫の程度を調整し、そして、最終的に物体を解放することによって調整することができる。支持板３及び圧迫板４は、後述する移動装置５によって互いを考慮して移動する。
【００５１】
移動装置５は、支持板３と圧迫板４とを相互作用させ、支持板と圧迫板の間の間隔Ａを設定し及び適合させることができるように配置されている。移動装置５は、マンモグラフィ装置２に直接的又は間接的に連結されるように配置されている。開示されている実施形態では、移動装置５は、マンモグラフィ装置２の台９と一体化されている。
【００５２】
移動装置５は、圧迫板４を考慮して、すなわち、図示されているｚ軸に沿って圧迫板４が直線的、垂直に移動できるように、マンモグラフィ装置２の台９に配置されている。
【００５３】
開示されている実施形態では、圧迫板４は、移動装置５に連結された連結部１１を介してその後端部１０に設けられている。連結部１１は、角度移動(angular movement)、すなわち、支持板３の上面６を考慮した圧迫板４の下面７の傾斜を可能にする。非常に概略的に図示されている連結部１１は、少なくとも２つの自由度により角度移動を可能にすることが好ましい。例として、連結部１１は、玉継手型又はディスク継手型であってもよい。連結部１１は、電気的に又は空気圧サーボ１２によって作動させることができる。
【００５４】
開示されている実施形態では、圧迫板４の下面７は、複数の圧力センサ１３を備えている。開示されている実施形態では、センサ１３はそれぞれ、点として図示されている。または、複数の圧力センサ１３は、支持板３の上面６に、又は、更なる別の代替例として、圧迫板４の下面７と支持板３の上面６の両方に配置できることを理解する必要がある。圧力センサ１３は、アレイ又はマトリックス１４などの十分に定義されたパターンにより配置されていることが好ましい。アレイ又はマトリックス１４は、支持板３及び／又は圧迫板４の適切な表面領域を覆うように、配置されている。適切な表面とは、圧迫される物体に接触することを意図した表面を意味する。
【００５５】
アレイ又はマトリクス１４に含まれる圧力センサ１３の数は、用いられる圧力センサ１３の感度及び精度、並びに所望の圧力情報などの要因によってそれぞれ異なる。圧力センサ１３は、その外面又は外面に近接する位置において、それぞれの板に一体化されて又は着脱可能に配置することができる。
【００５６】
圧力センサ１３は、使い捨てであってもよい。
【００５７】
圧力センサ１３は、放射線不透過性の、回路の抵抗が、加えられた圧力の関数である、いわゆる力感知抵抗センサであってもよい。放射線不透過性センサは、Ｘ線画像上でスポットとして見ることができる。
【００５８】
または、圧力センサ１３は、いわゆる放射線透過性センサであってもよい。放射線透過性センサは、画像診断作業に影響を与えず、薄く、柔軟で、正確で、堅牢であり、センサアレイに含めるのに適しているという利点を有し、これによって、圧力分布の良好な空間分解能を得ることが可能になる。放射線透過性センサは、導電性高分子及び／又は非常に薄い金属電極から製造することができ、一実施形態では、低いＸ線吸収と高い導電性との組合せを有した金属、例えばクロム（Ｃｒ）及びチタン（Ｔｉ）であるがこれらに限定されない金属から製造することができる。ただし、同様の効果を有する他の種類のセンサも用いることができる。
【００５９】
他の形態の圧電抵抗センサも用いることができる。本発明の別の実施形態において、圧力下で変形する幾つかのポリマー又はプラスチック材料によって分離された２つの薄い導電層からなり、そして、加えられる圧力の関数としての回路の静電容量を変化させる静電容量圧力センサを用いることができる。
【００６０】
良好な機械的画像を得るために、圧力センサは、感度が良く、高い空間分解能を提供することが好ましい。
【００６１】
圧力センサ１３はそれぞれ、圧迫板４と支持板３との間で圧迫された物体と接触するときに加えられる局所圧力を検出するように構成されている。
【００６２】
圧力センサ１３は、個々の圧力センサ１３から、検出された局所圧力に関する情報を受信するように構成された制御装置１５に連結されている。制御装置１５は、マンモグラフィ装置２に用いられる制御装置の一部であってもよいし、又は、マンモグラフィ装置と通信するのに適している別個の制御装置であってもよい。制御装置１５は、移動装置５を制御するように更に構成されていることが有利である。
【００６３】
制御装置１５は、圧迫物体の圧迫領域にわたる局所圧力分布を示す複数の圧力センサ１３から、情報を受信するように構成されている。また、受信された圧力値と、正常な／許容可能なものとみなされる値とを比較するように構成される必要もある。この比較に基づいて、制御装置は、角度をなして直線的に圧迫板４と支持板３との間隔Ａの適切な再配置を算出し、圧迫物体における適切な局所圧力分布を提供することができる。さらに、制御装置１５は、サーボ１２を作動させる移動装置５に前述した情報を通信し、必要な設定及び選択を実行するのに適している必要がある。そして、局所圧力情報に関する情報を操作者に示すのに適している必要がある。例として、この情報は、局所圧力分布図として可視化されてもよい。可視化は、ディスプレイ（図示せず。）上に行われてもよい。
【００６４】
圧力の選択的分布は、完全自動制御システム又は半自動制御システムのいずれか、すなわち操作者からの入力として実現することができる。一実施形態において、圧迫板４及び／又は支持板には、電気的に作動するサーボであって、その傾斜、すなわち、その角度の位置を、初期圧力情報に応じてあらゆる方向に動的に変更可能なサーボを取り付けることができる。
【００６５】
直線的な及び／又は角度をなした適合は、制御装置から受信されるリアルタイム情報を用いる操作者によって手動で変更することができる。例として、リアルタイム情報は、ディスプレイ上に表示されてもよい。
【００６６】
以下において、圧迫装置の動作について論じる。図２のフローチャートについて述べる。
【００６７】
物体、例えば乳房を検査するために、乳房が支持板３上に配置される、ステップ１００。
【００６８】
圧迫板４を支持板３の方へ直線的に移動させることによって、乳房が圧迫される、ステップ２００。これによって、乳房が圧迫され、２つの板３と４との間に平坦化される。その最も簡単な形態では、圧迫は、あらかじめ設定された圧力に達するようになされる。これによって、均一な直線状の間隔Ａが２つの板間に配置される。
【００６９】
複数の圧力センサ１３から受信される信号に基づいて、圧迫された乳房の圧迫領域にわたる局所圧力分布が制御装置により決定される、ステップ３００。局所圧力分布は、画像として操作者に示すことができるか、又は純粋な数値とすることができる。
【００７０】
検出された局所圧力分布は、データベースに記憶された予め定めた許容数と比較される、ステップ４００。この比較によって、乳房において適切な圧力分布が存在するか否かが決定される。また、圧迫された無関係の胸部近傍構造体(juxtathoracic structure)、例えば胸筋が存在するか否かも決定される。このようにして、検査時の乳房における最新の圧力分布を測定することができ、適応圧力分布を用いて、より動的な圧迫が達成される。
【００７１】
この比較に基づいて、乳房の圧迫領域における適切な局所圧力分布に達するように、支持板３の上面６と圧迫板４の下面７との間隔Ａの適切な直線的で角度をなした適合を決定する算出が行われる、ステップ５００。間隔の調整の決定は、連結部１１を作動させることによって行われる。圧力の選択的分布は、完全自動制御システムとして実現することができ、すなわち、評価は、純粋な数値、又はユーザによる入力が必要な半自動システムとすることができる。実行される調整は、手動で、半自動的又は自動的にすることができる。
【００７２】
胸部近傍構造体によって圧迫が妨げられることなく、乳房の診断適切領域に圧力が加えられることを保証することによって、乳房の十分な圧迫を保証することができ、そして、診断精度を向上させる。これによって、検査時においてリアルタイムに、乳房圧迫の質を客観的に評価することも可能であり、検出及び初期圧迫不成功の補正についての前例のない機能が操作者に提供される。また、患者への放射線量を低減することもできる。
【００７３】
適切な局所圧力分布に達すると、乳房のＸ線画像が作成される、ステップ６００。
【００７４】
複数の圧力センサ１３によって、調整された局所圧力分布を新たに決定することができる、ステップ７００。
【００７５】
支持板３から圧迫板４を離すことによって、圧迫が解放され、その後、乳房を移動させることができる、ステップ８００。
【００７６】
この過程は、必要なＸ線画像がすべて作成されるまで、繰り返される。これは、マンモグラフィ装置の台を考慮した圧迫装置の傾斜に関与し得る。
【００７７】
マンモグラフィ検査手順の結果は、乳房の圧迫領域のＸ線画像、さらに、同様の圧迫領域における局所圧迫図として示される。局所圧迫図は、種々の圧力範囲を表す有色又はグレイスケールの画像として示すことができる、ステップ９００。また、数字を用いることも可能である。かかる例の一つは、以下に論じる図３ａ及び３ｂに開示されている。
【００７８】
局所圧力図は、独立型の画像として扱うことができるが、対応するＸ線画像と重ね合わせた画像として示すこともできる、ステップ１０００。
【００７９】
調整された局所圧力分布を決定するときに収集された圧力データは、圧迫された物体の組織における異常な弾性の領域を識別するために、あらかじめ定義された情報と比較される、ステップ１１００。
【００８０】
Ｘ線画像に適切な画像処理を行い、用いられる圧力センサから生じたドットを除去できることを理解する必要がある。
【００８１】
ここで図３ａ及び３ｂに戻ると、本発明の方法から得られた圧力分布図の２つの例が開示されている。圧力分布は、１から０の範囲の数字によって数的に示され、１は最も高い圧力を表し、０は最も低い圧力を表す。この図は、多数の母集団の検査に基づいている。図３ａの図には、乳房の圧迫領域にわたる本質的に均一な圧力分布が開示されている。これは、許容可能で適切な圧力分布の一例であると考えられる。一方、図３ｂの図には、胸壁に近い最も高い圧力及び乳首に向かってより低い圧力を有する、不均一で不十分と考えられる圧力分布が開示されている。かかる圧力分布によって、角度をなして及び／又は直線的に圧迫板と支持板との間隔を調整し、これによって、良好な圧力分布を達成することが推奨される。
【００８２】
図３ａ及び３ｂに開示されている圧力図は、圧力情報を示す一方法を示すだけであることは言うまでもない。別の可能性のある方法は、グレイスケール又は種々の色によるものであってもよい。
【００８３】
超音波エラストグラフィ及び磁気共鳴エラストグラフィなどの関連方法に関する利点は、Ｘ線とともに診断圧力画像を取得する機能にあり、別の検査の必要性が排除される。
【００８４】
簡潔な要約として、組織の弾性は、組織の種類に応じて変化することが発見された。したがって、乳房組織の異常は、局所圧力分布図の可視化を検討することによって検出することができる。また、良性組織の変化及び悪性組織の変化における弾性を区別できることも発見された。したがって、本発明によって、Ｘ線画像を補完するものとして、組織異常の検出を改善することができ、さらに、異常の種類を機械的に区別する可能性を提供することもできる。また、マンモグラフィ検診を控える女性が少なくなる可能性によって、女性の快適性も大幅に改善される。
【００８５】
本発明は、撤回率に対して大きな効果を有し得る、ルーチンによるマンモグラフィースクリーニング時における比較的剛性の乳房の定量マップを迅速に生成する方法を提供する。本発明は、付加的なエラストグラムをすべての女性に提供し、潜在的に診断精度を更に向上させる。
【００８６】
圧迫装置は、リアルタイムで複数の圧力センサによって示される圧力分布に応じて、局所圧迫を動的に調整することができる。適応圧迫板は、適切な領域に圧力を分散させる。
【００８７】
圧迫装置は、既存の市販マンモグラフィ装置と互換性を有することが有利である。
【００８８】
本明細書に用いられる用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のものであり、本発明を限定するものではない。本明細書に用いられる単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈において明らかに示されていない限り、複数形も含むものとする。「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(includes)」及び／又は「含む(including)」という用語は、本明細書に用いられる場合、記述されている特徴、整数、段階、動作、要素及び／又は構成要素の存在を特定するが、他の特徴、整数、段階、動作、要素、構成要素及び／又はこれらの群の１つ以上の存在又は追加を排除しないことを更に理解する必要がある。
【００８９】
特に定義されていない限り、本明細書に用いられるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む。）は、本発明が属する技術分野における当業者によって一般的に理解されているものと同じ意味を有する。本明細書に用いられる用語は、本明細書の文脈及び関連技術におけるこれらの意味と一致する意味を有するものと解釈する必要があり、本明細書に明確に定義されていない限り、理想化された意味又は過度に形式的な意味により解釈されないことを更に理解すべきである。
【００９０】
以上、本発明の原理、好適な実施形態、及び動作方式について説明してきた。ただし、本発明は、限定的なものではなく、例示的なものとして考慮される必要があり、上述した特定の実施形態に限定されない。本発明の種々の実施形態の種々の特徴は、明示的に説明したもの以外の組合せにより組み合わせることができる。したがって、次に示す特許請求の範囲によって規定されている本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によってこれらの実施形態において変形がなされ得ることを認識する必要がある。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ−３ｂ】
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【国際調査報告】
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