JP2013511318A - 視野を拡大した断層合成マンモグラフィー - Google Patents

Abstract

女性の胸部のマンモグラフィー画像のようなオブジェクトの三次元画像を取得するための断層合成システムが提案される。本断層合成システム（１）はX線源（３）と、X線検出器（７）と、支持設備（１５）と、移動機構（１１）とを有する。X線源（３）およびX線検出器（７）は、オブジェクト（１７）に複数の断層撮影角αからX線ビーム（２１）を照射する間に複数のX線画像を取得するよう適応される。移動機構（１１）は、各断層撮影角αについてX線検出器（７）の検出表面がX線ビーム（２１）に対して実質的に垂直に向けられるよう、諸位置においてX線検出器（７）を枢動させる。移動機構（１１）は、断層撮影角αが増すとともにX線源（３）と検出器（７）の間の距離が増すよう、諸位置においてX線検出器（７）を動かすよう適応される。それにより、断層撮影画像取得手順の全体の間、X線検出器（７）が拡大された筐体（５）内に留まることができる。

Description

本発明は、女性の胸部の三次元マンモグラフィー画像のようなオブジェクトの三次元画像を生成するための断層合成（tomosynthesis）システムに関する。

乳癌を検出および分析するために、さまざまなマンモグラフィー・システムが知られている。

従来のマンモグラフィー検査システムでは、女性の胸部が二枚の板の間で圧縮されて、圧縮された組織を通じて透過させられた軟X線がX線検出器によって検出される。しかしながら、平面マンモグラフィーは本来的に、3D情報を2Dで表すことに制限される。横方向、すなわちxy平面内の高い分解能は達成されうるものの、奥行き方向、すなわちz方向の分解能は得られない。

奥行き方向の分解能をも実現するため、さらに検査の間に胸を強く圧迫する必要性を緩和するため、デジタル胸部断層合成（DBT: digital breast tomosynthesis）システムとも称される断層合成マンモグラフィー・システムが開発されている。こうしたシステムでは、複数の断層撮影角からX線ビームを照射される間に複数のX線画像が取得されうる。通常、X線源は円弧状の経路に沿って動かされ、その間、常に固定した検出器のほうに向けられる。その検出器の上に乳房が支持されている。通常、X線画像は、2×25°までの断層撮影角の最大範囲内で取得される。取得された複数の二次元X線画像から、胸部の最終的な三次元画像が生成されうる。そのような三次元画像は、良好な横方向分解能および十分な奥行き分解能の両方を提供しうる。ここで、奥行き方向の分解能は典型的には、断層撮影角の範囲とともに逆比例して増大する（1/α）。

マンモグラフィー検査のためのもう一つの代替は、胸部コンピュータ断層撮影（CT: computer tomography）である。CTでは、患者は腹臥テーブル（prone table）中の穴に胸を入れて横たわる。胸部が実質的に圧迫されない間に、X線源および反対側のX線検出器を有するX線撮像システムが胸のまわりを水平方向に回転させられ、大きな断層撮影角度範囲（＞180°）内で100枚を超える投影X線画像が撮影される。しかしながら、X線管電圧は典型的には通常のマンモグラフィー・システムよりもはるかに高い（典型的には＞49kV）。したがって、検出器のX線に感度のある層は典型的にはより厚い必要があり、横方向の分解能が悪くなる。奥行き分解能はデジタル胸部断層合成システムよりずっと高いことがありうる。したがって、空間分解能はきわめて非等方的でありうる。典型的には検査のために造影剤が注入され、よってこのモダリティはスクリーニング検査（screening examination）の目的には好適ではないことがありうる。

好ましくは患者の快適さを改善しつつ、高い空間画像分解能および／または大きな視野を可能にする、改善された断層合成マンモグラフィー・システムに対する必要性がありうる。

本発明のある側面によれば、女性の胸部のマンモグラフィー画像のようなオブジェクトの三次元画像を生成するための断層合成システムが提案される。本システムはX線源と、X線検出器と、支持設備と、移動機構とを有する。X線源およびX線検出器は、オブジェクトに複数の断層撮影角αからX線ビームを照射する間に複数のX線画像を取得するよう適応される。支持設備は、断層合成システムの動作中、オブジェクトを支持するよう適応される。移動機構は、各断層撮影角αについてX線検出器の検出表面が入射X線ビームに対して実質的に垂直に向けられるよう、諸位置においてX線検出器を枢動させる。さらに、移動機構は、断層撮影角αが増すとともにX線源と検出器の間の距離（SID: source image distance［源‐像距離］）が増すよう、諸位置においてX線検出器を動かすよう適応される。

提案される断層合成システムの概要は、以下の知見および発想に基づいていると見ることができる：通常のデジタル胸部断層合成システムでは、複数の断層撮影角から観察されるべきオブジェクトを照射するためにX線源が弧状経路に沿って動かされる間、X線検出器は通常は空間的に固定されている。これは、X線源だけを動かせばよい簡単な移動機構を許容しうるものの、結果として得られる三次元の視野は、通常のスクリーニング・モード（screening mode）・マンモグラフィー撮像に比べて小さくなることがある。さらに、X線検出器が固定されているため、X線源からのX線ビームは、0°のX線源位置についてのみ垂直にX線検出器に当たる。他のいかなる断層撮影角α≠0°でも、X線ビームは、対応する角度αのもとでX線検出器の表面に入射することになる。それは可能性としては、X線の全部が検出表面に入射しないことがあり、検出器によって検出されないことがありうるという事実につながる。これは、断層撮影角の可能な範囲を25°未満に制限することがある（α≦25°）。

そのような制限を克服するために、本稿では、さまざまな断層撮影角αのもとで照射するためにX線源が変位されうるのみならず、X線検出器も特定の仕方で変位されうるような移動機構を断層合成システムに提供することが提案される。具体的には、移動機構はX線源からのX線ビームが常にX線検出器の検出表面に垂直に入射するような仕方で、X線検出器を枢動させる（pivot）よう適応される。換言すれば、さまざまな断層撮影角αから検査されるべきオブジェクトを照射するためにX線源が弧状経路に沿ってさまざまな位置に位置付けられうる間、X線検出器の位置決めは、選択される断層撮影角αとは独立に、X線ビームが検出器の検出表面に垂直になるように調整される。ここで、「垂直」とは、X線ビームの方向が検出表面の平面の法線方向であることおよびX線ビームの中央軸（middle axis）が検出表面の中心軸（center axis）上で検出表面に交わることを意味しうる。マンモグラフィー用途については、患者の胸郭に近い胸部組織の画像を取得することもできるために、X線ビームの中央軸は通例、検出表面と、該検出表面の中心点で交わるのではなく、検出表面の端に近い中心軸上のどこかで交わる。X線源は円弧に沿って動かされてもよく、常にX線ビームの中心軸（center axis）を該円弧の中心に向けるよう配向される一方、X線検出器はかなり複雑な動きをもって変位させられてもよい。たとえば、X線源の0°位置については、X線検出器は、オブジェクトを支持する支持設備の下で、中心に位置されてもよい。それにより、検出表面の中心が実質的に円弧状の経路の中心と実質的に一致する。そのような0°位置では、X線源と検出器の間の距離は最小である。この0°位置では、源‐検出器配置は本質的に、通常のマンモグラフィー・スクリーニング用途のために使われる配置に対応する。

円弧状の経路の中心から外れたX線源の位置、すなわちα＞0°については、X線検出器は中心から外れて動かされる。X線検出器はたとえばその対称軸のまわりに回転されるのみならず、枢動もされることを注意しておく。すなわち、回転運動が並進運動と組み合わされるのである。そのような枢動の動きは、X線検出器が常にX線源のほうに向けられるよう回転される一方、同時に、X線検出器が検査されるべきオブジェクトを支持する支持設備の下に常に留まるようにするために、X線検出器が並進して動かされるよう、選択されてもよい。そのような並進運動は、断層撮影角が増すとともにX線源とX線検出器の間の距離（SID）が増すよう選ばれてもよい。

たとえば、SIDは、断層撮影角αの正接に比例してもよい。すなわち、aを定数として、SID＝a×tanαである。

本発明のある実施形態によれば、提案される断層合成システムはさらに、X線検出器を囲む筐体を有する。ここで、X線検出器が移動機構によって動かされうるあらゆる位置について筐体がX線検出器を囲むよう、筐体の寸法が決められており、移動機構が適応されている。換言すれば、X線検出器が検出器自身よりわずかに大きいだけの筐体中に収容される通常のシステムとは対照的に、本稿では、X線検出器より実質的に大きい、X線検出器のための筐体を提供することが提案される。こうして、X線検出器は、たとえば垂直なX線ビーム入射といった上記の条件を満たすような仕方で、筐体内において動かされ、枢動されることができる。具体的には、筐体および移動機構によって案内されるX線検出器の動きは、X線源のすべての可能な角位置について、検出器が入射X線に垂直に配向され、完全に筐体内に留まるよう適応される。

ある実施形態によれば、筐体は、検査されるべきオブジェクトを支持するための支持設備を形成する平坦なまたは凹型の表面を有する。換言すれば、X線検出器の筐体は、検出器のための保護としてはたらきうるのみならず、オブジェクト、すなわち女性の乳房などを支持するはたらきもしうる。

好ましくは、筐体の平坦なまたは凹型の表面は、X線源とX線検出器の間の光路内の唯一のX線吸収表面をなす。換言すれば、提案される断層合成システムでは、X線検出器は、検査されるオブジェクトを支持する筐体の平坦なまたは凹型の表面が、X線ビーム内でX線を吸収する（オブジェクト自身を除いて）唯一の物質層であるような大きな筐体内に含められる。

一つの代替は、検出器を囲むとともにオブジェクトを支持するそのような筐体をもたず、その代わりに検出器を空中で自由に動かし、別個の支持／圧縮板の間にオブジェクトを支持／圧縮することであろう。そのような場合、検出器は独自のカバーとなる筐体を必要とすることになり、さらに支持設備は支持表面を必要とすることになり、そのためX線ビーム内に少なくとも二つのX線吸収物質層が設けられることになる。（たとえばカーボンファイバーからできた）いかなる物質層も約15%のX線吸収をもつという事実のため、追加的な物質層は、同じオーダーのシステムのDQE降下（detective quantum efficiency［検出量子効率］）につながることになる。

あるさらなる実施形態によれば、提案される断層合成システムの移動機構は、すべての断層撮影角αについて、X線検出器の一つのエッジが筐体の平坦なまたは凹型の表面に隣接して位置されるよう、X線検出器を枢動させ、動かすよう適応される。換言すれば、移動機構は、特に垂直入射などの上述した条件を満たしつつ、X線検出器が検査されるオブジェクトを支持する筐体の表面に常に最大限に近いよう、X線検出器を動かしてもよい。

あるさらなる実施形態によれば、筐体は柔軟なフロント・カバーを有する。ここでは、フロント・カバーは、筐体の支持表面上に胸が載るようにして立っている患者に向けられている、検出器筐体の表面であってもよい。フロント・カバーが柔軟であるため、たとえばスクリーニング検査の間、たとえば太った女性の腹部と機械的に接触しているときに、変形されうる。

あるさらなる好ましい実施形態によれば、提案される断層合成システムは、X線検出器と支持設備との間に配置可能な散乱防止格子（anti-scatter-grid）を有する。そのような散乱防止格子は、散乱されるX線を減衰させ、それにより取得されるX線画像の改善された信号対雑音比を可能にするために設けられてもよい。散乱防止格子は、X線検出器の検出表面に垂直に入射するX線ビームのX線に平行に配向されたX線吸収壁を有していてもよい。固定した検出器を有する通常の断層合成システムでは、そのような散乱防止格子は使用されえない。X線ビームが、選択される断層撮影角αに依存してX線検出器にさまざまな角度のもとで入射し、一つの特定の入射角のために特に適応された散乱防止格子は他のすべての入射角にとっては最適でないであろうからである。それとは対照的に、本発明によれば、X線検出器は常に、入射X線に垂直に配向するよう位置されるので、そのような垂直入射のために適応された散乱防止格子はすべての断層撮影角αについて好適でありうる。

特に、散乱防止格子は、X線検出器に機械的に接続されていてもよい。よって、散乱防止格子は、X線源のほうに最適な仕方で配向されるよう、移動機構によってX線検出器と一緒に動かされてもよい。しかしながら、用途によっては、ビーム経路内に散乱防止格子を設けることは望まれないことがありうる。よって、格子をビーム経路外のパーキング位置に変位させうる格子変位機構（grid displacement mechanism）があってもよい。

さらに、散乱防止格子をX線検出器の検出表面に平行に動かすために格子移動機構（grid moving mechanism）が設けられてもよい。散乱防止格子のそのような動きは、取得されたX線画像内での縞の形成を回避しうる。典型的には、線形運動は2cmのオーダーの範囲であってもよい。散乱防止格子が末端位置にあるときは、止められて、反対方向に動かされてもよい。

提案される断層合成システムのもう一つの実施形態によれば、移動機構はさらに、検出器の配向が固定したままである間に、X線源と検出器との間の距離（SID）を増すよう、検出器を動かすよう適応される。換言すれば、X線検出器が、常にX線源のほうに向けられるために枢動動きにおいて動かされる上記の第一の移動モードに加えて、移動機構はまた、X線検出器が回転／枢動させられず、X線源と検出器の間の距離だけが変えられる第二の移動モードをも可能にする。源‐検出器距離SIDを変えるそのような可能性は、取得されるX線画像の好適な拡大を可能にしうる。それにより、たとえば小さな胸の画像を取得するときに、空間分解能およびDQEが改善されうる。そのような応用では、散乱防止格子を設けることは望まれないことがありうる。散乱防止格子は通例、一つの特定の源‐検出器距離SIDのために最適化されるからである。よって、散乱防止格子は、ビーム経路外のパーキング位置に変位されてもよい。

提案される断層合成システムでは、X線源およびX線検出器は、±25°より大きい、たとえば±45°より大きい、好ましくは±60°までの断層撮影角の範囲内でX線画像を取得するよう適応されてもよい。そのような増大した取得範囲は、主として、X線検出器が常にX線源のほうに向けられるという事実のおかげである。よって、大きな断層撮影角であっても、有意な画像歪みが発生しないことがある。さらに、そのような大きな断層撮影角であっても、信号対雑音比を改善するために散乱防止格子を使用できる。

提案される断層合成マンモグラフィー・システムでは、45°より大きな断層撮影角が実現可能となりうる。これは、高い2D鮮鋭さと組み合わされたよりよい奥行き分解能につながる。提案される断層合成システムは、通常の幾何配位と互換であり、通常のスクリーニング・モード（screening mode）および断層合成モード（tomosynthesis mode）の両方を許容する。さらに、定位（stereotactic）（案内された）生検が可能となりうる。特に重い胸について、散乱防止格子の可能な使用のため、よりよいコントラスト分解能が得られることがありうる。さらに、小さな胸について、可変の源‐検出器距離のため拡大技法を使うことができ、これは改善された画質につながりうる。

本発明の諸側面および諸実施形態は、部分的には断層合成システムおよびその構成的もしくは機能的特徴に関して、部分的にはそのような断層合成システムの使用の可能なモードに関して記述される。しかしながら、当業者は、上記および以下の記述から、特に断りのない限り、一つの型の記述に属する特徴の任意の組み合わせにも加えて、異なる実施形態に関係する特徴間の任意の組み合わせも本願で開示されると考えられることを理解するであろう。

本発明の特徴および利点について、付属の図面に示される個別的な実施形態を用いてさらに述べる。本発明はそうした実施形態に限定されるものではない。
本発明のある実施形態に基づく断層合成システムの側面図である。 本発明のある実施形態に基づく断層合成システムの正面図において、種々の断層撮影角において、X線検出器のさまざまな位置を概略的に示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明のある実施形態に基づく断層合成システムのためのＸ線検出器の枢動運動を概略的に示す図である。 断層撮影角に依存する源‐検出器距離SIDの増加を示すグラフである。 本発明のある実施形態に基づく断層合成システムのためのX線検出器のための筐体を示す図である。 本発明のもう一つの実施形態に基づく断層合成システムのためのX線検出器のための筐体を示す図である。 本発明のある実施形態に基づく断層合成システムにおける中心から外れたスクリーニング画像（off-center screening images）を取得する構成を示す図である。 本発明のある実施形態に基づく断層合成システムにおける、変位されたX線検出器による拡大モードを示す図である。 本発明のある実施形態に基づく断層合成システムにおける使用のための散乱防止格子をもつX線検出器を示す図である。 X線検出器の筐体が柔軟なフロント・カバーをもつ、図１の断層合成システムを示す図である。 本発明のある実施形態に基づく断層合成システムの動作方法のフローチャートである。 すべての図面は単に概略図であり、縮尺通りに描かれていない。同様の特徴は、諸図を通じて、同様のまたは同じ参照符号をもって示されている。

図１は、本発明のある実施形態に基づく断層合成マンモグラフィー・システム１の側面図である。X線源３と、X線検出器７を含む筐体５が支持枠９に取り付けられている。筐体５の上側表面１３は、断層合成システム１の動作中、検査されるべき女性の乳房１７を支持する支持設備１５として作用する。筐体５は、その中に受け入れられるX線検出器７よりも、x方向およびz方向において、実質的にたとえば1.5ないし5倍大きい。たとえば、筐体は、x方向においてX線検出器７よりも3倍までの大きさで、z方向には5倍の大きさであってもよい。よって、X線検出器７は、種々の位置および種々の配向において筐体５内に配置されうる。筐体５はまた、枢動動き経路に沿って検出器７を動かすよう適応された移動機構１１をも有する。さらに、のちにさらに述べるように、検出器７は散乱防止格子を設けられてもよい。散乱防止格子は、その使用が望まれない場合には、筐体５の延長部１０内のパーキング位置に変位されてもよい。

図２および図３に示される正面図では、筐体５内でのX線検出器７の枢動動きが概略的に示されている。X線源３は、複数の断層撮影角αのもとで女性の胸１７を照射するために、弧状経路１９に沿ったさまざまな位置に配置されうる。X線源３の動きとともに、X線検出器７も、移動機構１１によって案内されて筐体５内で動かされる。そこでは、0°ないし54°の範囲内であるように示されている支配的な（prevailing）断層撮影角αに依存して、検出器７は、X線源３から来るX線ビーム２１が、X線検出器７の検出表面２５に垂直なその中心軸２３に当たるような配向に枢動させられる。

図３の（ｂ）および（ｃ）に示されるように、検出器７の枢動の動きは、
（ａ）検出器７が支配的な断層撮影角αに対応する配向まで回転させられる、y方向のまわりの回転運動（図３（ｂ））と、
（ｂ）X線ビーム２１の中央軸２３に沿ったX線源３とX線検出器７との間の距離SIDが支配的な断層撮影角αに依存して変化させられる動径運動
との重ね合わせと解釈できる。よって、移動機構は、二つの動き成分を案内するよう適応されうる。一つの動き成分は、y方向のまわりの回転であり、一つの動き成分は検出器の表面に垂直な動径方向の並進である。ここでは、源‐検出器距離の変化ΔSIDは、図４に示されるように、断層撮影角αの正接に比例していてもよい。しかしながら、小さな断層撮影角については特に、源‐検出器距離ΔSIDと断層撮影角αの間の依存関係は別の関数に従ってもよい。たとえば、ΔSIDは断層撮影角αとともに線形にまたは多項式で増大してもよい。

図２に示されるように検出器７を枢動させるためには、移動機構１１は、検出器７をy軸のまわりに回転させ、かつX線検出器７をその検出表面２５に垂直な方向に沿って並進させるよう適応されてもよい。ここでは、X線検出器７は、常にX線源３のほうに向く、すなわちその法線軸が断層撮影角αに対応するよう配置されるよう、かつX線検出器７が筐体５内に留まる、すなわち筐体５のどの壁にもぶつからないよう、回転および並進させられる。

有利には、図２に示されるように、X線検出器７は、それぞれの角位置において、先述した条件を満たしつつ、支持用上側表面１３に可能な限り近く留まるよう、枢動させられる。これは、X線検出器７が断層撮影角αに対応するために配置されている間、X線検出器７の一つのエッジ２７が支持表面１３に隣接したままであり、その一方、X線検出器７の反対側のエッジ２９は弧状経路に沿って筐体５の奥に動くということを意味する。

図５に示されるように、筐体５は、マンモグラフィー撮像の間に女性の胸１７が載せられるべき支持設備として作用する平坦な上側表面３１を有していてもよい。あるいはまた、図６に示されるように、筐体５は凹型の上側表面３３を有していてもよい。

断層撮像（tomographic imaging）の間、X線源３およびX線検出器７は、さまざまな断層撮影角αのもとで複数のX線画像を取得するために図２に示されるように変位させられてもよいが、他の適用モードがあってもよい。

たとえば、図７に示されるように、X線検出器７が筐体５の一端に、筐体５の上側支持表面１３と平行に位置されている間に、中心から外れたスクリーニング画像が取得されてもよい。たとえば、源‐検出器設備が傾けられるMLO投影（Medio Lateral Oblique projection［内外射投影］）では、検出器７のアクティブな領域が筐体７のエッジの近くに位置されることが重要となりうる。たとえば、そのような位置は筐体５をしかるべく動かすことによって達成されうる。

代替的な適用モードが図８に示されている。たとえば筐体５の支持表面１３上に位置された小さな胸１７のスクリーニング画像を取得するために、検出器７を、上側表面１３に隣接する位置から、筐体５の反対側の下側表面３５のところの位置（７′によって示される）まで変位させることが有利でありうる。検出器７のそのような平行な変位により、特に検査されるべき小さな胸の場合について、空間分解能およびDQEが改善されうる。そのような特定の用途では源‐検出器距離SIDは、筐体５の奥行きにほぼ相当する距離ΔSIDだけ増大させられる一方、検出器７の配向は実質的に不変のままである。したがって、源‐検出器距離SIDを変えるために、移動機構１１は、検出器７を、回転させることなく動径方向に並進させてもよい。

図９に示されるように、検出器７は、散乱防止格子３７を設けられてもよい。散乱防止格子３７は、検出器７の検出表面２５の前面に配置されてもよく、X線検出器７と一緒に動かされ／枢動させられるよう、検出器７に取り付けられてもよい。散乱防止格子３７は、該散乱防止格子３７を通じて検出表面２５のほうに透過させられるX線ビーム２１にほぼ平行に配置されるラメラ４１を有していてもよい。X線ビーム２１は扇形の形状をもちうるので、散乱防格子３７の外側領域におけるラメラ４１は、傾けられた角度のもとで配置されてもよく、一方、散乱防止格子３７の中心部におけるラメラ４１は検出表面２５に垂直に配置されてもよい。典型的には、散乱防止格子３７は特定の源‐検出器距離SIDのために設計される。別のSIDとともに使われる場合、散乱防止格子３７の透過は格子比（grid ratio）に依存して低下させられることがある。マンモグラフィー用途では、この比は典型的には約4である。よって、断層撮影角αに依存してSIDを変化させることは、理想的ではないことがあるが、提案される断層撮像システムにおいて提供されるような小さな変化については、そのような影響が無視できるはずである。さらに、個別的な検出器較正により残っている均一性の問題が改善されることがありうる。

取得されるX線画像における縞を回避するために、散乱防止格子３７は、図９において矢印によって示されるように、格子移動機構３９（概略的に図示するのみ）によって検出表面２５に平行に動かされてもよい。これは典型的には、2cmのオーダーの範囲をもつ線形の動きであってもよい。散乱防止格子３７が末端位置にあるときには、止められ、逆方向に動かされる。X線源３からのX線放射は、散乱防止格子３７のそのような停止の間、中断されてもよい。

通常のDBTシステムでは、散乱防止格子は使われえない。格子のラメラ方向が通例、異なる複数の断層撮影角αについてのX線ビームの角形成（angulation）と互換でないからである。本稿で提案される断層撮影システム（tomographic system）では、散乱防止格子３７は、X線散乱によって誘起されるノイズを低下させ、それにより、取得されるX線画像における信号対雑音比を改善するために有利に使用されうる。散乱防止格子の動きの転回点（turning point）は、二つのX線露出の間の間隔中に設定されてもよい。しかしながら、個々の各X線投影画像の露出時間は低くてもよく（単一のスクリーニング画像についてより、25倍まで短い）、よって、動きぼけ（motion blur）が制限されることがあり、十分でないことがありうる。散乱防止格子３７によって誘起されるいくつかの縞が残ることがある。しかしながら、動かない散乱防止格子を用いた場合の格子の可視性でさえ、生画像においては受け入れられてもよい。たとえばFFT（Fast Fourier Transformation［高速フーリエ変換］）領域における画像処理方法を使って除去されうるからである。

通常のマンモグラフィー・スクリーニング・システムと互換性をもつため、提案される断層撮影マンモグラフィー・システムは、特に、図１０に示されるように適応されてもよい。たとえば、太った女性の胸１７のスクリーニングX線画像を取得するとき、太った女性の腹４５が提案される断層撮影システム１のX線検出器７の大きな筐体５に干渉するかもしれないという問題がありうる。そのような特定の用途のためには、筐体５は、患者の腹部４５との接触に際して弾力的に変形することを許容する柔軟なフロント・カバー４３を設けられてもよい。したがって、検出器７が筐体５の上側支持表面１３の直下で、これに平行に位置されるスクリーニング用途（screening application）については、柔軟なカバー４３の内部変形はX線検出器７に干渉しない。そのようなスクリーニング用途では、筐体５の下部は基本的には空だからである。しかしながら、検出器７が筐体５の容積全体内で枢動させられる断層合成用途（tomosynthesis application）については、検出器筐体５の大きな体積を避けることはできないことがあり、太った患者にとって、腹４５の大容積筐体５との干渉のため、不快感が生じることがありうる。

提案される断層合成システムの動作モードについて、図１１に示されるフローチャートを参照して説明する。DBT取得開始（ステップS1）後、動き制御ユニットが開始され（S2）、X線源およびX線検出器の角度動きαを制御する（S3）。同時にまたはその後、源‐検出器距離の十分な変化ΔSIDが計算され（S4）、検出器の動径方向並進運動が制御される（S5）。次いで、回転αおよび並進ΔSIDについてのすべてのデータがそれぞれの画像と一緒に、たとえば画像のヘッダに記憶される（S6）。

それぞれの断層撮影角αにおける各画像取得について、図１１の右側のブロックが反復される。X線源が制御され（S7）、X線閃光を生成する（S8）。X線検出器がトリガーされ、読み出される（S9）。同時に、散乱防止格子の動きが制御され（S10）、格子は線形に動かされる（S11）。末端位置では、X線源からのX線放出が中断されている間に格子は止められ（S12）、次のX線閃光のために格子方向が反転させられる（S13）。

最後に、取得されたX線画像データが保存され、さまざまな断層撮影角αのもとで取得された複数の二次元投影画像から、女性の胸の結果として得られる三次元画像が生成されうる。

手短にまとめると、より高い空間分解能および増大した視野をもつ改善された断層撮影を許容する、新たな断層合成マンモグラフィー・システムを記述してきた。2×45°より大きな断層撮影角が実現可能であってもよい。X線ビームは常に検出器に垂直に当たり、それにより、コントラスト分解能を改善するために散乱防止格子が使用できる。本革新の背後にある推進力は、これらの改善を許容するが通常のスクリーニング・モードとも互換性を保つ幾何構成を見出すことであった。基本的な発想は、検査されるべき女性の胸のための支持表面として同時にはたらく、平坦なまたはわずかに曲がった上側表面をもつ大きな筐体内で検出器を枢動させるということである。枢動運動において、検出器は、断層撮影角に従って回転させられる一方、検出器の検出表面に垂直な軸に沿って並進するように変位させられる。提案されるシステムでは、xy分解能は通常のスクリーニング・マンモグラフィー・システムとほとんど同じくらいよいことがあり、その一方、z分解能は固定検出器を用いた通常DBTシステムと胸部計算機断層撮影システムとの間のどこかでありうる。

「有する」「含む」の語が他の要素やステップの存在を排除せず、要素の単数形の表現が複数を排除しないことを注意しておくべきである。また、異なる実施形態との関連で記述された要素が組み合わされてもよい。請求項に参照符号があったとしても、請求項の範囲を限定するものと解釈してはならないことも注意しておくべきである。

１ 断層撮影システム
３ X線源
５ 筐体
７ X線検出器
９ フレーム
１１ 移動機構
１３ 上側表面
１５ 支持設備
１７ 女性の胸
１９ X線源の弧状経路
２１ X線ビーム
２３ X線ビームの中央軸
２５ 検出表面
２７ X線検出器の端
２９ X線検出器の反対側の端
３１ 筐体の平坦な表面
３３ 筐体の凹型表面
３５ 筐体の下側表面
３７ 散乱防止格子
３９ 格子移動機構
４１ ラメラ
４３ 柔軟なフロント・カバー
４５ 腹部

Claims (12)

1. オブジェクトの三次元画像を取得するための断層合成システムであって：
   X線源と；
   X線検出器と；
   支持設備と；
   移動機構とを有しており、
   前記X線源および前記X線検出器は、前記オブジェクトに複数の断層撮影角αからX線ビームを照射する間に複数のX線画像を取得するよう適応され；
   前記支持設備は、当該断層合成システムの動作中、前記オブジェクトを支持するよう適応され；
   前記移動機構は、各断層撮影角αについて前記X線検出器の検出表面が前記X線ビームに対して実質的に垂直に向けられるよう、諸位置において前記X線検出器を枢動させるよう適応され；
   前記移動機構は、断層撮影角αが増すとともに前記X線源と前記検出器の間の距離（SID）が増すよう、諸位置において前記X線検出器を動かすよう適応される、
   断層合成システム。
2. 前記移動機構が、前記X線源と前記検出器の間の距離（SID）の増加が、断層撮影角αの正接に比例するよう、前記X線検出器を動かすよう適応されている、請求項１記載の断層合成システム。
3. 前記X線検出器を囲む筐体をさらに有しており、前記X線検出器が前記移動機構によって動かされうるあらゆる位置について前記筐体が前記X線検出器を囲むよう、前記筐体の寸法が決められており、前記移動機構が適応されている、請求項１または２記載の断層合成システム。
4. 前記筐体が、当該断層合成システムの動作中、前記オブジェクトを支持するための支持設備をなす平坦なまたは凹型の表面を有する、請求項３記載の断層合成システム。
5. 前記筐体の前記平坦なまたは凹型の表面が、前記X線源と前記X線検出器の間の光路内の唯一のX線吸収表面をなす、請求項４記載の断層合成システム。
6. 前記移動機構が、すべての断層撮影角αについて、前記X線検出器の一つのエッジが前記筐体の前記平坦なまたは凹型の表面に隣接して位置されるよう、前記X線検出器を枢動させ、動かすよう適応される、請求項４または５記載の断層合成システム。
7. 前記筐体が柔軟なフロント・カバーを有する、請求項３ないし６のうちいずれか一項記載の断層合成システム。
8. 前記X線検出器と前記支持設備との間に配置された散乱防止格子をさらに有する、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の断層合成システム。
9. 前記散乱防止格子が前記X線検出器に取り付けられている、請求項８記載の断層合成システム。
10. 前記散乱防止格子を、前記X線検出器の前記検出表面と平行に動かす格子移動機構をさらに有する、請求項８または９記載の断層合成システム。
11. 前記移動機構がさらに、前記検出器の配向が固定したままである間に、前記X線源と前記検出器との間の距離（SID）を増すよう、前記検出器を動かすよう適応される、請求項１ないし１０のうちいずれか一項記載の断層合成システム。
12. 前記X線源および前記X線検出器は、±25°より大きい断層撮影角の範囲内でX線画像を取得するよう適応されている、請求項１ないし１１のうちいずれか一項記載の断層合成システム。

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