JP2008093135A

JP2008093135A - 乳房撮影用ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2008093135A
Application number: JP2006277382A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kobayashi; 正明小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: US7957503B2; US20080089471A1; JP4857070B2; CN101161211B; CN101161211A

Abstract

【課題】Ｘ線管球とＸ線検出器から成る撮影系と撮影対象となる乳房との位置関係の改良を図り、撮影領域を広く最適に設定することにより、乳房の広範囲の撮影を可能にする。
【解決手段】うつ伏せ状態の患者Ｐを支持する天板２が設けられ、天板２の一部には患者Ｐの乳房を通すアパーチャ部材３が設けられている。このアパーチャ部材３には開口部３ａが穿けられている。アパーチャ部材３の下方には、その開口部３ａの中心を通る鉛直方向の回転軸Ｃを中心に回転するアーム４が設けられ、アーム４の両端にはＸ線管球部５、Ｘ線検出部６がそれぞれ保持されている。
Ｘ線管球部５、Ｘ線検出部６が開口部３ａから下方に突出した乳房の周囲を回転し、Ｘ線管球部５から照射されたＸ線により乳房像をＸ線検出部６で検出し、画像処理部９で三次元画像が再構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線を用いて被検者の乳房の断層Ｘ線画像を取得する乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置に関するものである。

被検者の乳房を撮影する装置として、患者をうつ伏せ状態で撮影を実施するように改良されたＸ線乳房撮影装置が、例えば特許文献１に開示されている。

この特許文献１の乳房撮影装置では、患者がベッド上にうつ伏せとなり、撮影が行われるように構成している。患者はサポート用プラットフォームであるベッドに設けられた乳房受け入れアパーチャの開口部から乳房を下方に垂らし、垂れた乳房を圧縮プレートで挟み込んだ状態で、Ｘ線照射して撮影が行われる。これは、患者の姿勢に無理を掛けないで、リラックスした状態で撮影を行える装置とすることにより、撮影時に患者の動きを抑え、測定を正確に行い得るように配慮したためである。

ただし、上述した構成であっても、従来のマンモグライフィと同様に、圧迫プレートを用いて乳房を挟む手順を必要とするため、患者に相当の苦痛を与える場合がある。このため、患者がマンモグラフィに抱いている印象は、この苦痛を伴うという否定的なものが多くなっている。

更に従来例では、被検体の形状の関係上、一度に撮影可能な領域が限定され、片方の乳房に対して複数回の撮影を必要としており、前述の圧迫を複数回行う必要がある。また、得られる情報が二次元データのため、生検針の誘導に必要な病変のＸＹＺ座標を決定するためにも、複数方向からの撮影が必要である。

特許第２６９１０７３号公報

この従来例は、うつ伏せ姿勢の被検者の乳房を垂らして撮影を行うものである。ところで、乳房における乳がんの好発部位は、乳房を正面から見て４象限に分割した場合に、上部外側つまり上部肩側での発生率が高く、この部分の撮影をカバーすることが要求される。従来の立位姿勢でのマンモグライフィ撮影法では、内外側斜位（medical lateral oblique）方向の撮影により、この乳房の上部外側の深部組織の描画が可能である。

しかしながら、略円形な孔に乳房を入れて撮影する場合に、乳房の下部に対して乳房の上部外側を撮影領域に引き出すことが難しい。特に、この状態で圧迫プレートを用いる場合に、特許文献１のようにうつ伏す状態において、圧迫プレートの縁により後方乳房組織がＸ線の照射領域から逃げてしまうことがある。

また、従来の撮影装置においては、略円形でサイズ、形状が固定された孔から乳房を垂らしている。しかし、患者の体格には個人差があるので、固定された孔では必要とされる撮影領域を設定することが困難である。結果として、撮影領域に出る部位の範囲にばらつきが生ずる虞れがある。

本発明の目的は、Ｘ線管球とＸ線検出器から成る撮影系と撮影対象となる乳房との位置関係の改良を図り、撮影領域を広く最適に設定することにより、乳房の広範囲の撮影を可能にする乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、患者の乳房の個人差に拘らず、乳がんの好発部位であり、撮影から外れ盲点となり易い乳房組織である肩の近傍まで及ぶ上部外側組織の撮影を可能とする乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置の技術的特徴は、Ｘ線源とＸ線検出部とを対向して配置し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを乳房の周りを回転させながらＸ線を照射することにより、乳房の断層像を撮影する乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置において、被検者を支持する支持板と、該支持板に取り付け乳房を前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に露出させるアパーチャ部材とを有し、前記支持板側の前記コーン状のＸ線照射の境界面が回転軸に対して垂直な平面を成し、前記境界面が前記アパーチャ部材の開口部に対して、平行で近接した位置となるように、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出部を配置したことにある。

また、本発明に係る乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置の技術的特徴は、Ｘ線源とＸ線検出部とを対向して配置し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部を乳房の周りを回転させながらＸ線を照射することにより、乳房の断層像を撮影する乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを回転中心軸の周囲に内包する枠体と、前記回転中心軸の周囲の前記枠体の中空部の前面に配し乳房を前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に露出させるアパーチャ部材とを有し、該アパーチャ部材から突出した乳房を前記枠体の中空部における前記アパーチャ部材の対向側から操作することを可能としたことにある。

更に、本発明に係る乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置の技術的特徴は、Ｘ線源とＸ線検出部とを対向して配置し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部を乳房の周りを回転させながらＸ線を照射することにより、乳房の断層像を撮影する乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを回転中心軸の周囲に内包する枠体と、前記回転中心軸の周囲の前記枠体の中空部の前面に配し乳房を前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に露出させるアパーチャ部材と、乳房を該アパーチャ部材に当接した状態で前記中空部を気密状態にする密閉手段と、前記中空部内を減圧する減圧手段とを備えたことにある。

以上説明したように本発明に係る乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置によれば、平面検出器を用いた乳房撮影装置において、撮影領域を広く設定することができ、乳房の広範囲を撮影することが可能となる。これにより、１回の撮影で診断に有効な広範囲の断層画像を得ることができる。

また、本発明に係る乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置によれば、乳房の状態を維持したまま、撮影で得られたデータを用いて、乳房の組織を採取することが可能となり、検査の時間を短縮し、患者の負担を軽減できる。

更に、乳房の大きさ、形状に応じてアパーチャ部材の形態を変更可能とすると、患者の個人差による撮影範囲の変化に対応し、常に的確に撮影範囲を設定することできる。

アパーチャ部材を患者乳房の上部外側まで露出するようにすると、乳房における乳がん好発部位を撮影領域に供することができる。

ベルトによる乳房周辺部をアパーチャ部材により押し付けと同時に、被検者の動きを抑えるようにすると、乳房及びその周辺組織を十分に撮影領域とすることができ、長時間の撮影においても、ぶれのない正確な撮影を行うことができる。

立位状態での撮影を可能とすると、患者のポジショニングを容易にすると共に、撮影状態での撮影部位の確認を行うことができる。

本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成図である。図１において、乳房撮影用ベッド１には、うつ伏せ状態の患者Ｐを支持する天板２が設けられ、天板２の一部には患者Ｐの乳房を通すアパーチャ部材３が取り付けられている。このアパーチャ部材３には開口部３ａが設けられ、アパーチャ部材３は天板２に対して開口部３ａの中心を軸として回転可能とされている。そして、天板２からアパーチャ部材３の開口部３ａにかけて、緩やかなテーパが形成されている。

アパーチャ部材３の下方には、その開口部３ａの中心を通る鉛直方向の回転軸Ｃを中心に回転するアーム４が設けられ、アーム４の両端にはＸ線管球部５、Ｘ線を電気的な信号に変換するＸ線センサを有するＸ線検出部６がそれぞれ保持されている。また、アーム４は回転駆動部７により駆動される。そして、回転駆動部７は各部を制御する制御部８と接続されており、制御部８の指令に基づいて制御される。制御部８はＣＰＵ及びＣＰＵが実行するための制御プログラムを格納するメモリを有しており、ＣＰＵがこの制御プログラムを実行することによって本実施の形態における各処理が実行される。

そして、画像処理部９はＸ線検出部６から出力された画像データを取得し、画像処理部９は、制御部８の出力コマンドに従って、再構成処理（断面画像生成）などの画像処理が実行される。

図２は天板２におけるアパーチャ部材３の平面図である。図２（ａ）は患者Ｐの右の乳房を撮影する場合の設定状態を示し、（ｂ）は左の乳房用に設定された状態を示している。開口部３ａは円形の部分と、三角状に突出した部分とが組み合わされた略水滴形状をしている。アパーチャ部材３は回転可能に構成されており、そのため１つのアパーチャ部材で図２（ａ）、（ｂ）の左右両方の乳房の撮影に利用できる。

アパーチャ部材３の近傍の天板２の両端部には、患者Ｐを固定するベルト１０が取り付けられている。撮影に際して、ベルト１０をうつ伏せ状態となっている患者Ｐの背中で固定すると、患者Ｐは天板２側に押され、被検部Ｓである乳房の周辺部分がアパーチャ部材３ａの縁部に圧着される。これにより、開口部３の内側の乳房は、下方の撮影領域に押し出され、重力により下方に垂れることになる。

本実施の形態では、乳房自体の自重に、ベルト１０による押圧力を加えることにより、更に乳房周辺の組織も撮影領域とすることが可能となる。また、ベルト１０により患者Ｐを固定することは、撮影中に患者Ｐの動きを防止し、画像の再構成に悪影響を及ぼす要因を抑える効果もある。

患者Ｐは撮影において、上述のように乳房を下向きにして天板２上にうつ伏せとなると、天板２からアパーチャ部材３の開口部３ａまでは、緩やかな曲面で結ばれているので、患者Ｐは乳房を違和感なく開口部３ａの中に導き入れることができる。

図２（ａ）の状態にあるアパーチャ部材３に、患者Ｐが右の乳房を当てると、乳房及び乳房から右肩に続く乳房上部外側の部分が開口部３ａの三角状開口部に入り込む。これにより、乳房及び乳がん好発部位である乳房上部外側の組織を、アパーチャ部材３の下方の撮影領域に露出することができる。

このように、本実施の形態では、乳房を圧迫プレートで挟む必要がなく、圧迫による組織の逃げが生ずることなく、開口部３ａから下方に突出した部分を、そのまま撮影に供することが可能となる。

また、患者Ｐの左側の乳房を撮影する場合は、撮影技師はアパーチャ部材３を左に回転させ、図２（ｂ）に示すような三角状開口部が左上となる位置に設定する。この状態で、患者Ｐが左の乳房を当てることにより、右側と同じようにように乳房全体及び乳がん好発部位である乳房上部外側の組織を、アパーチャ部材３の下方の撮影領域に出すことができる。

また、アパーチャ部材３を天板２から着脱可能に構成してもよい。この場合は、外したアパーチャ部材３の表裏を反転して差し込むことにより、前述の回転式と同様に左右の乳房に対応することができる。更に、開口部３ａの大きさ、形状、位置が異なる複数個のアパーチャ部材３を用意することにより、患者Ｐの体格の個人差に適したアパーチャ部材３を選択することが可能となる。この場合に、患者Ｐが天板２上にうつ伏せになる前に、予め作業し易い姿勢で患者Ｐの乳房に直接アパーチャ部材３を当てがい、所望の撮影領域が得られるか否かを確認することも可能となる。

そして、アパーチャ部材３が乳房に合わない場合に、適したアパーチャ部材３に交換し、再度撮影領域の確認をした後に、アパーチャ部材３をベッド１にセットし、その上に患者Ｐを寝かせる。これにより、うつ伏せ状態では困難であった撮影領域の最適化を容易に行うことができる。

アパーチャ部材３の開口部３ａから下方に突出した被検部Ｓである乳房に対して、本実施の形態では二次元平面検出器であるＸ線検出部６を用いて撮影する。Ｘ線管球部５とＸ線検出部６とを乳房の周りを低速で１回転させることで、診断に有効な断層画像を得ることができる。更に、手順として乳房を圧迫プレートで圧迫する必要がなく、また患者Ｐへの負担を生ずることはなく、患者Ｐはリラックスした状態で撮影を行うことができ、結果として体動による不正確な撮影が少なくなる。

Ｘ線管球部５からＸ線検出部６には、図３（ａ）に示すような縦横に広がりを有するコーン状のＸ線が照射される。図３（ｂ）は平面図、図３（ｃ）は側面図であり、被検部Ｓを模式的に円柱状の形状で表している。

このようなコーン状のＸ線を照射しながら、Ｘ線管球部５及びＸ線検出部６が被検部Ｓの周りを回転する場合に、照射Ｘ線の広がりにより、常時Ｘ線が照射される範囲Ａと、部分的にＸ線が照射させる範囲Ｂとが被検部Ｓに生ずる。範囲Ａは３６０度の情報を有しているため、データ取得後に正確な画像を再構成することができる。一方、範囲Ｂは角度により情報が欠落しているため正確性が低下し、特にＸ線管球部５とＸ線検出部６との距離が近い撮影においてその低下の度合いが大きくなる。

本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の乳房の撮影では、Ｘ線の照射状態により被検部Ｓである乳房における胸筋に近い後方乳房組織が、範囲Ｂに含まれることを抑制しなくてはならない。即ち、撮影領域を可能な限り確保するためには、範囲Ｂの領域は少なくすることが望ましい。そこで、照射されるコーン状の図１に示す照射Ｘ線の上端平面は、回転軸Ｃに対して３６０度の全ての位置で垂直となるような向きでＸ線管球部５を配置する。即ち、回転により形成される有効撮像領域の上面が平面となるようにして、Ｘ線照射により得られた情報を最大限活用し、結果として患者Ｐへの不要な被曝を低減する効果を有する。

更に、アパーチャ部材３の開口部３ａの極く近傍まで撮影可能とするため、Ｘ線管球部５及びＸ線検出部６を可能な限り上方に配置する。例えば、図１に示すように天板２の下面に、回転軸Ｃに対して同心円状となるようにＸ線管球部５及びＸ線検出部６を配置し、コーン状の照射Ｘ線ｘの上端平面が、回転軸Ｃに対して垂直となるように角度、絞りを設定する。

このようにして、アパーチャ部材３の開口部３ａから下方に垂れた乳房の上端までが撮影可能となり、開口部３ａを適切に設定することにより、所望の撮影領域を得ることができる。

Ｘ線管球部５とＸ線検出部６はアーム４により保持され、これらは回転駆動部７により回転軸Ｃを中心に回転運動を行う。Ｘ線照射については、制御部８がＸ線曝射信号を出力してＸ線発生装置を制御し、Ｘ線管球部６からＸ線ｘを曝射する。また、曝射に同期してＸ線検出部６を制御して、Ｘ線検出部６により乳房を透過したＸ線ｘを例えば制御部８内のメモリに画像データとして取り込む。乳房の３６０°の方向からの画像データが得られた後に、画像処理部９により三次元画像が再構成される。

（第２の実施の形態）
図４は第２の実施の形態の構成図である。Ｘ線管球部５とＸ線検出部６は図示しないフレームに保持された略ドーナッツ型の枠体１１に内蔵されている。患者Ｐは枠体１１の水平の中心軸Ｃ方向に被検部Ｓである乳房を向けて立位状態で撮影を行うことを可能としている。枠体１１の中心軸Ｃの周囲の中央空間１２は撮影領域とされ、乳房撮影に限定することにより、枠体１１は小型化することができる。

Ｘ線管球部５とＸ線検出部６は、枠体１１内に支持部材１３、１４を介して保持されている。支持部材１３は円環状に設けられたガイド１５上の内側を中心軸を中心に回転することにより、被検部Ｓである乳房に対する３６０度のデータを収集する。

枠体１１の前面の孔部を閉止するように、開口部１６ａを有するアパーチャ部材１６が取り付けられており、このアパーチャ部材１６の形体については、第１の実施の形態と同様に回転式又は着脱式の構成とすることができる。この第２の実施の形態においても、Ｘ線管球部５からの放射Ｘ線の端部はアパーチャ部材１６と平行になるようにされており、開口部１６ａの近傍まで乳房を十分に撮影可能としている。

アパーチャ部材１６の開口部１６ａから中央空間１２内に突出した乳房は、自重により下に垂れ下がる場合が生ずるが、これに対して、空間１２内に受皿状の乳房保持板１７を設けて乳房を支持してもよい。乳房保持板１７は照射Ｘ線の回転に対して、常に照射野内に収まる位置に配置し、Ｘ線吸収の少ない部材で構成されている。患者Ｐの体動を抑えるために、枠体１１の前面に設けたベルト等により、患者Ｐは枠体１１側に押し付けられた状態で固定される。

このような構成により、第１の実施の形態と同様な効果が得られると共に、撮影を立位状態で行うことにより、患者Ｐのポジショニングを容易とし、スクリーニング等の多くの患者Ｐを撮影する状況に対応することが可能となる。また、設置スペースを小さくすることが可能であり、車載等の限られた場所での使用が可能となる。

更に、Ｘ線管球部５とＸ線検出部６は枠体１１の中心軸Ｃを中心として低速で１回転することにより、断層画像を取得することができるため、高速回転するための機構や、回転中に電力を供給する機構等の複雑で高価な部品を必要としない。

この第２の実施の形態では、患者Ｐが乳房をアパーチャ部材１６の開口部１６ａから突出した状態、即ち撮影姿勢の状態を、撮影技師は矢印方向Ｄから確認可能である。また、アパーチャ部材１６の調整や交換も患者Ｐが一時的に退くことにより、容易に行うことができる。更に、アパーチャ部材１６に直接に開口部１６ａの大きさを変更する機構を設けることもできる。

図５はアパーチャ部材１６を患者Ｐ側から見た状態を示し、開口部１６ａには複数の絞り羽根１８を用いた絞り機構が設けられている。絞り羽根１８に設けられた溝をピンが動かすことにより、開口部１６ａの大きさが変更され、機構は若干複雑になるが、アパーチャ部材１６の着脱が不要となる利点を有する。

図６は第２の実施の形態の変形例を示し、枠体１１の中央空間１２の裏面側に透明のカバー１９が設けられ、中央空間１２内はアパーチャ部材１６の開口部１６ａを除いて密閉構造とされている。更に、カバー１９には吸引口が設けられ、チューブ２０を介して真空ポンプ２１に接続されている。

患者Ｐが乳房をアパーチャ部材１６に密接した状態で、中央空間１２内は気密状態となり、この状態で真空ポンプ２１を動作させることにより、中央空間１２内は減圧される。乳房は前述のベルトによる押し付け力に加え、減圧による吸引力が加わり、周辺の組織が開口部内に引き込まれる。これにより、更に乳房周辺の組織が撮影領域に供される。

本実施の形態２の真空吸引構造は、実施の形態１においても実装することが可能であるが、実施の形態２のような立位撮影用の枠体構造に採用することにより、より効果的となる。

（第３の実施の形態）
図７は枠体１１内を回転軸方向から見た第３の実施の形態の断面図である。生検装置２２がＸ線管球部５及びＸ線検出部６と同様に、ガイド１５に沿って移動可能に取り付けられている。これにより、乳房の廻りの任意の角度から針を刺して生検用の試料を採取することが可能となる。

この第３の実施の形態では、１回の撮影により、生検針の誘導に必要な病変のＸＹＺ座標を求めることが可能である。従って、生検装置２２を枠体１１内に設けることにより、Ｘ線撮影後に乳房の状態を維持したまま、生検に移行することが可能となる。これにより、検査の時間を短縮し、患者Ｐへの負担を軽減する。

第１の実施の形態の構成図である。アパーチャ部材の平面図である。Ｘ線照射範囲の説明図である。第２の実施の形態の構成図である。アパーチャ部材の正面図である。変形例の構成図である。第３の実施の形態の断面図である。

符号の説明

１乳房撮影用ベッド
２天板
３、１６アパーチャ部材
３ａ、１６ａ開口部
４アーム
５Ｘ線管球部
６Ｘ線検出部
７回転駆動部
８制御部
９画像処理部
１０ベルト
１１枠体
１３、１４支持部材
１５ガイド
１７乳房保持板
１８絞り羽根
１９カバー
２１真空ポンプ
２２生検装置

Claims

Ｘ線源とＸ線検出部とを対向して配置し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを乳房の周りを回転させながらＸ線を照射することにより、乳房の断層像を撮影する乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置において、被検者を支持する支持板と、該支持板に取り付け乳房を前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に露出させるアパーチャ部材とを有し、前記支持板側の前記コーン状のＸ線照射の境界面が回転軸に対して垂直な平面を成し、前記境界面が前記アパーチャ部材の開口部に対して、平行で近接した位置となるように、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出部を配置したことを特徴とする乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置。
前記アパーチャ部材の開口部の大きさ、形状、位置の少なくとも何れかを変更する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置。
前記アパーチャ部材の開口部の形状は、乳房の上部外側の組織が前記開口部から露出するように、被検者の肩部に向けて開口した非円形としたことを特徴とする請求項１に記載の乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置。
乳房の周縁部をアパーチャ部材の開口部の縁部に押し付けるために被検者を前記支持板に固定するためのベルトを有することを特徴とする請求項１に記載の乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置。
Ｘ線源とＸ線検出部とを対向して配置し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部を乳房の周りを回転させながらＸ線を照射することにより、乳房の断層像を撮影する乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを回転中心軸の周囲に内包する枠体と、前記回転中心軸の周囲の前記枠体の中空部の前面に配し乳房を前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に露出させるアパーチャ部材とを有し、該アパーチャ部材から突出した乳房を前記枠体の中空部における前記アパーチャ部材の対向側から操作することを可能としたこと特徴とする乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置。
乳房の組織を採取する生検装置を、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部と共に回転可能に配置したことを特徴とする請求項５に記載の乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置。
Ｘ線源とＸ線検出部とを対向して配置し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部を乳房の周りを回転させながらＸ線を照射することにより、乳房の断層像を撮影する乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを回転中心軸の周囲に内包する枠体と、前記回転中心軸の周囲の前記枠体の中空部の前面に配し乳房を前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に露出させるアパーチャ部材と、乳房を該アパーチャ部材に当接した状態で前記中空部を気密状態にする密閉手段と、前記中空部内を減圧する減圧手段とを備えたことを特徴とする乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置。