JP2016106964A - マンモ断層撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】 乳房の断層撮像時の体動の低減と被験者の苦痛を軽減する。
【解決手段】 マンモ断層撮像システムであって、乳房に対して照射光を走査する光照射部を収納するガントリを備え、かかるガントリは乳房挿入部の開口の中心を通過し前面板に垂直な中心軸を含む面の両側のそれぞれに把持部を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、医療機器分野において乳房の断層画像を取得するマンモ断層撮像システムに関する。

近年、乳癌の検査用として乳房のＸ線透過像を撮像するマンモグラフィ装置が用いられている。しかし、マンモグラフィ装置で得られる画像は平面画像であるため、腫瘍や石灰化部が乳腺等の組織と重なっている場合には、判別が困難な場合があった。そのため、コンピュータ断層撮像（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）技術を用いて、乳房の断層画像を得るマンモ断層撮像システムが開発されるようになった。

特許文献１および特許文献２には、Ｘ線照射部とＸ線検出器とを備えたコーンビームマンモ断層撮像システムが開示されている。特許文献３には、赤外線照射部と超音波検出器とを備えた光音響波マンモ断層撮像システム（ＰＡＭ：Ｐｈｏｔｏ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ）が開示されている。

特許文献１乃至３のいずれに開示のマンモ断層撮像システムにおいても、被験者の側に設けられた前面板を有し、かかる前面板に設けられた開口に連通する乳房挿入部に被験者の乳房が挿入されるように構成されている。

特開２００８−３０７２３６号公報 特開２０１０−６９２４１号公報 特開２０１４−２３６８１号公報

特許文献１乃至３に記載のマンモ断層撮像システムにおける断層撮像は、少なくとも乳房に対する光照射部の位置または乳房に照射する照射光の光軸の少なくともいずれかを順次変化させて行う光照射部の走査が行われる。かかる光照射部の走査は、撮像品質の観点から被検体である乳房を静止することが求められる。断層画像のボクセルサイズ、走査ピッチ時間等に依存するが、光照射部の走査時間は数十秒から数分を要する場合がある。

特許文献１および３に開示されているように、撮像期間中に乳房を静止する目的または、乳房の撮像範囲を大きく確保する目的から、ガントリの前面板を鉛直方向において上向きの検査寝台として設けたマンモ断層撮像システムが公知である。このようなマンモ断層撮像システムにおいては、被検者が伏臥位の撮像姿勢をとることにより、上半身の自重により胸部を前面板に密着させる効果が得ることが期待されていた。しなしながら、このようなマンモ断層撮像システムにおいては、被験者の不随意運動を効果的に低減することが難しく、被験者の胸部、乳房の位置ズレによる撮像品質の低下が生じる場合があった。

また、特許文献１に開示されているように、撮像期間中に乳房を静止する目的または、乳房の撮像範囲を大きく確保する目的において、乳房を乳房挿入部において吸引するマンモ断層撮像システムが公知である。しかしながら、乳房の吸引は、皮下出血の発生、圧迫痛を伴う為、ユーザビリティが低下し撮像期間において一定の撮像姿勢を維持することが困難な場合があった。

また、特許文献２には、撮像期間中に乳房を静止する目的または、乳房の撮像範囲を大きく確保する目的において被験者の背中を押圧する補助具を備えたマンモ断層撮像システムが開示されている。特許文献２に開示のマンモ断層撮像システムは、凹部が設けられた検査寝台上に胴部を反らせた撮像姿勢を被験者に要求するため、ユーザビリティが低下し撮像期間において一定の撮像姿勢を維持することが困難な場合があった。

本願発明は、ユーザビリティを低下させることなく、撮像期間において被検者の体動を低減し、高品質の乳房断層画像を取得可能なマンモ断層撮像システムを提供することを目的とする。

本願発明のマンモ断層撮像システムは、乳房に対して光を照射する光照射部と、乳房に対して異なる位置に前記光照射部を移動する走査部と、前記光を照射された乳房の領域から取り出される波動を検出する検出器と、前記光照射部と前記検出器とを収納し被験者の側に前面板を有するガントリと、前記前面板に設けられた開口に連通する乳房挿入部と、を備え、前記ガントリは、前記前面板に垂直であり前記開口の中心を通過する中心軸と鉛直方向とに平行な中心軸を含む面の両側において、把持部を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、ユーザビリティを低下させることなく、被検体である乳房の位置変動を低減して、高品質な乳房の断層画像を取得することが可能となる。

第１の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムの三面図（ａ）−（ｃ）と、左乳房検査時の撮像姿勢を示す二面図（ｄ）、（ｅ）である。 第２の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムのシステムブロック図（ａ）と概略構成図（ｂ）、第３の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムの概略構成図（ｃ）である。 第２の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムの断層撮像過程を示すフローチャートである。 第１の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムの左乳房、右乳房の撮像姿勢（ａ）、（ｂ）と、左乳房検査時の撮像姿勢を示す図（ｃ）、（ｄ）である。 第４の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムを示す三面図（ａ）−（ｃ）と、撮像姿勢を示す上面図（ｄ）と、姿勢変更ユニットを備えた変形例を示す概略構成図（ｅ）である。 第５の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムを示す三面図（ａ）−（ｃ）と、左乳房の検査における撮像姿勢を示す上面図である。 第６の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムを示す二面図（ａ）、（ｂ）と、左右の乳房の撮像姿勢を示す上面図（ｃ）（ｄ）である。 第７の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムにおける撮像姿勢を示す三面図（ａ）〜（ｃ）である。 把持部の変形例を示す概略構成図（ａ）−（ｄ）と、第８の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムを示す概略構成図（ｅ）である。 第９の実施形態に関わるマンモ断層撮像システムの把持部拡大図（ａ）と、システムブロック図（ｂ）である。 参考例に関わるマンモ断層撮像システムを示す二面図（ａ）、（ｂ）と被験者の撮像姿勢示す二面図（ｃ）、（ｄ）である。

以下図面を参照して、本発明のマンモ断層撮像システムに関する実施形態を例示的に説明する。但し、各実施形態に記載されている構成の材質、寸法、形状、相対配置等は、特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

図１から図１０を用いて本発明のマンモ断層撮像システムの実施形態について説明する。

＜マンモ断層撮像システム＞
次に、図２（ａ）、（ｂ）、図３を用いて、本発明のマンモ断層撮像システムが適用されるＸ線断層撮影システムについて説明する。

図２（ｂ）は、マンモＸ線ＣＴシステムに適用した第２の実施形態に関わるマンモ断層撮像システム１の概略構成を示すものであって、ガントリ２の内部に配置された構成要素を示している点において図２（ａ）と相違する。

本実施形態のマンモ断層撮像システム１は、乳房３１に対して錐状のＸ線ビームを回転しながら照射することにより乳房の断層画像を取得するコーンビームＸ線ＣＴシステムである。本実施形態のマンモ断層撮像システム１は、被験者４８が伏臥位の姿勢をとることが可能なようにガントリ２と下肢載部４３とを備えている。

ガントリ２は、被験者４８の側に一方の乳房３１を挿入可能な乳房挿入部５に連通する開口を備えた前面板３を有している。ガントリ２は、乳房挿入部５に向けてコーン状のＸ線束を照射するＸ線照射部２０７と、乳房３１を透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出器２０６と回転ベース７０とモータ７１とを備える走査部９を収納している。

なお、ガントリ２は、撮像に必要な光であるＸ線束２０８を照射するためのＸ線照射部２０７を収納していれば良い。Ｘ線照射部２０７は、Ｘ線発生管４０７のＸ線照射窓に相当する。従って、Ｘ線発生管４０７を駆動する不図示の管電圧回路、ブランキンク回路、集束レンズ回路等は、ガントリ２の内部に配置しても、外部に配置しても良い。

Ｘ線照射部２０７とＸ線検出器２０６は、回転ベース７０を介してモータ７１に接続され、乳房挿入部５を挟んで互いに向き合っている。走査部９による回転走査に伴い、Ｘ線照射部２０７とＸ線検出器２０６とは、それぞれ、前面板３と平行な面に沿って走査軌跡２０９を描きながら回転する。

ガントリ２は、Ｘ線照射部２０７（光源照射部）、走査部９、Ｘ線検出器２０６（検出器）を収納する収納容器である一方、被験者４８と接し、本発明の特徴である把持部（後述）が設けられるユーザインターフェースでもある。

中心軸６は、乳房３１の胸隔側のブラインドエリアを低減する目的において、乳房挿入部５のほぼ中央を通過するとともに、前面板３に垂直に配置される。このように配置することにより、光照射部２０７を前面板３に近接して回転走査することが可能となり、ブラインドエリアが低減される。なお、光照射部であるＸ線照射部２０７は、Ｘ線検出器２０６で検出される透過Ｘ線画像（元画像）に含まれる画像ブレを低減する目的から、走査に伴いＸ線強度が繰り返し変化するＸ線束２０８が出射される。本実施形態のＸ線発生管４０７は、不図示の電子放出源をブランキング動作させることによりパルス駆動される。

本実施形態のＸ線照射部２０７、Ｘ線検出器２０６に機械的に連結している回転ベース７０とモータ７１とをまとめて、マンモＸ線ＣＴシステムの走査部９と称する。走査部９は、断層画像を形成する元画像である複数の２次元像を取得する走査工程において方向または位置が変動する部分に相当する。従って、走査部９は、乳房３１に対するＸ線照射部２０７の位置および向きを変更する機構とも言える。

Ｘ線検出器２０６は、Ｘ線の強度を検出するために、不図示の複数のＸ線検出素子が配列されている。また、Ｘ線検出器２０６が検出する波動は、乳房３１を透過した透過Ｘ線である。かかる透過Ｘ線には、乳房３１のＸ線減衰率に基づく生体特性情報が含まれている。

次に、図２（ａ）を用いて、本発明の断層撮像システム１が適用されるＸ線ＣＴシステムの撮像走査に関わる制御機構ついて説明する。図２（ａ）には、中心軸６の周りに乳房３１に対して互いに異なる角度で撮像した複数の透過Ｘ線像を撮像し、Ｘ線断層像を取得する断層撮像システム１の基本的な構成例が示されている。

Ｘ線照射部２０７からは、システム制御ユニット２３の指令の下に光照射部駆動部２７により繰り返し出力強度が変化するパルス状Ｘ線が照射される。Ｘ線検出器２０８の出力にはＸ線透過像データが含まれ、データ処理回路２５、画像処理回路２４、システム制御ユニット１３、画像再構成部２２を経て表示パネル２９に接続されている。なお、データ処理回路２５、画像処理回路２４は、図２（ａ）に示すように信号処理部２６を構成している。

また、システム制御ユニット２３の出力は、光照射部駆動部２７、Ｘ線照射部２０７、回転駆動装置４、データ収集回路７、画像処理回路８に接続され、システム制御ユニット１３には操作パネル２８の出力が接続されている。

本実施形態のＸ線撮像システムは、Ｘ線照射部２０７及びＸ線検出器２０８が互いに対向して配置され、中心軸６を中心として同期して回転することにより、乳房３１に対して異なる撮像角度毎に透過画像を取得することが可能なように構成されている。

次に、図２（ａ）に示された断層撮像システム１における、Ｘ線照射部２０７の回転走査を伴う断層撮像のシーケンスについて図３を用いて説明する。

図３は、断層撮像システム１の撮像動作のフローチャート図である。撮像開始（ステップＳ１０１）の指令が操作パネル１２から入力されると、システム制御ユニット１３を介して走査部９によりＸ線照射部２０７とＸ線検出器２０８とは、所定の回転速度で回転を始める（ステップＳ１０２）。ここで、システム制御ユニット１３は走査部９から発生される図示しないエンコーダ信号を監視し、所定の一定速度及び角度に到達したかを確認する。

所定の速度及び角度に到達した時点で、システム制御ユニット１３は、駆動回路１０５を介してＸ線照射部２０７に信号を送りＸ線曝射を開始し（ステップＳ１０３）、Ｘ線は乳房３１に曝射される。同時に、Ｘ線検出器２０８による画像データの収集をデータ処理回路２５を介して行う（ステップＳ１０４）。

Ｘ線照射部２０７とＸ線検出器２０８とが所定の回転角度で同期回転し、所定数の画像データが収集されるまで撮像が継続される。所定角度毎に撮像された画像データの収集が完了すると、Ｘ線照射部２０７とＸ線検出器２０８との同期回転を終了する（ステップＳ１０５）。

次に、画像再構成部２２で画像データの再構成を行い、２系統の再構成画像データを構成する。ここで、再構成はＸ線検出器２０８の例えば高解像度である領域から出力した電気信号に基づいて第１の再構成画像データを構成し、低解像度である領域から出力した電気信号に基づいて、第２の再構成画像データを構成する（ステップＳ１０６）。

次に、対応する第１の再構成画像データと第２の再構成画像データを一定の比率で合成する。具体的には、第１の再構成画像データに係数ｋ１を乗算し、第２の再構成画像データにｋ２に乗算する。そして、乗算した画像データを加算する（ステップＳ１０７）。

このようにして、乳房３１の複数の透過Ｘ線像と角度情報とから断層画像を取得する。なお、走査工程にかかる時間（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）は、断層画像の解像度、ボクセル数、ＳＮ比等の設定に依存するが、十数秒から数分程度の時間に設定されることが多く、被験者４８の呼吸、心拍等の周期より一般に十分長い時間となる。

本発明のマンモ断層撮像システム１は、乳房３１に対して光照射部２０７を移動させる走査部９を収納するガントリ２が含まれ、被験者４８が撮像期間において撮像姿勢を維持することが求められれば、必ずしもＸ線ＣＴシステムに限定されるものではない。

図２（ｃ）は、本発明のマンモ断層撮像システム１を光音響マンモ断層撮像システム（Ｐｈｏｔｏ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ）に適用した第３の実施形態を示すものである。第３の実施形態は、ガントリ２の内部に配置される構成要素において、第２の実施形態と相違する。

本実施形態は、光照射部として赤外線照射部３０７、液槽７４、検出器として超音波検出器３０６、並びに、赤外線照射部３０７を乳房３１に対して相対移動させるＸ−Ｙステージ７５、を有する走査部９を備えている。

なお、第２の実施形態と同様にして本実施形態においても、ガントリ２は、撮像に必要な赤外光を照射するための赤外線照射部３０７を収納していれば良く。不図示の光ファイバー、拡散レンズ等の光路部とレーザ光源部とを備えた光源ユニットを用いる場合、赤外線照射部３０７は光ファイバーの出射端に相当する。従って、レーザ光源自体はガントリ２に収納されていても、収納されていなくとも良い。赤外線照射部３０７は、乳房３１に対して間欠的に赤外線を照射することにより、乳房の内部の所定の局所領域に光吸収させ、所定領域の熱膨張・熱収縮に伴う圧力変化を生じさせて弾性波を発生させる。なお、本実施形態の照射光は、波長０．７μｍ〜４．０μｍの近赤外線〜中赤外線が含み、波長０．７μｍ〜２．５μｍの近赤外線であることが好ましい。

液槽７４は、乳房３１で発生した弾性波を光音響波として周辺に伝達する為に、赤外線照射部３０７から超音波検出器３０６までの経路の音響インピーダンスの整合をとる音響インピーダンス整合部材を保持する容器である。本実施形態においては、音響インピーダンス整合部材は水であり、液槽は水槽となっている。

超音波検出器３０６は、乳房３１から音響インピーダンス整合部材を経て到達した光音響波を検出し、１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの超音波域に検出感度を有する超音波検出器である。超音波検出器３０６は、複数の探触子を平面上、曲面上に配列したアレイすることも可能である。

光音響波を用いた撮像、即ち光音響イメージングにおいて、光吸収により吸収体から発生する光音響波の初期音圧（Ｐ_０）は次式で表すことができる。
Ｐ_０＝Γ・μ_ａ・Φ ・・・（１）
ここで、Γはグリューナイゼン係数であり、熱膨張係数（β）と音速（ｃ）の二乗の積を定圧比熱（Ｃ_Ｐ）で割ったものである。μ_ａは吸収体の光吸収係数、Φは吸収体に照射された光量（光フルエンス）である。音響波の大きさである音圧Ｐの変化を複数の個所で測定及び解析することにより、Γとμ_ａとΦの積、すなわち、グリューナイゼン係数分布と光吸収エネルギー密度分布との情報を得ることができる。

従って、超音波検出器３０６が検出した光音響波には、熱膨張係数（β）および定圧比熱（Ｃ_Ｐ）に関わるグリューナイゼン係数Γと吸光係数μ_ａとに基づく生体情報が含まれていると言える。

Ｘ−Ｙステージ７５は、乳房３１に対して赤外線照射部３０７を相対移動させることにより、乳房３１の所定領域に限局的に弾性波を発生することが可能となっている。本実施形態におけるＸ−Ｙステージ７５は、赤外線照射部３０７と超音波検出器３０６とを一体的に走査軌跡３０９を描きながら螺旋走査するように構成されている。かかる赤外線照射部３０７の走査は、乳房３１に対する赤外線照射部３０７からの照射領域を変更する走査であれば螺旋走査に限らず適用され、回転走査、歳差走査、牛耕式走査、ラスター走査等に置換可能である。

図２（ｃ）に示す実施形態においても、画像間の被写体ブレを抑制し被写体ブレに起因するアーチファクトを抑制する観点から、被験者４８は、走査工程において十数秒から数分間程度、ガントリ２の前面板３に密着した姿勢を維持することが求められる。

＜ガントリ＞
次に、本願発明の特徴である把持部が設けられるガントリについて図１、図２および図８の各図を用いて説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）には、図１においては、被験者４８が立位をとることができるように、前面板３が鉛直方向（ｙ方向）に平行であり、中心軸６（ｚ方向）が水平方向を向くようにガントリ２が配置されているマンモ断層撮像システム１が示されている。本願明細書においては、図１（ａ）〜（ｃ）のように前面板３が鉛直方向に沿って配置している状態を、ガントリ２の直立姿勢と称する。一方、図２（ｂ）、（ｃ）のように前面板３の法線が鉛直方向の上方に向くように配置されている状態を、ガントリ２の水平姿勢と称する。

なお、各実施形態においてガントリに対する把持部の配置、被験者の撮像姿勢を示す目的から、必要に応じて各図には、ｘｙｚ直角座標の基準ベクトルを示している。具体的に、図１（ｄ）、（ｅ）に示すように、被験者４８の体軸方向に沿ってｙ軸、被検査４８の左右方向に沿ってｘ軸、被検者４８がガントリ２に正対する方向にｚ軸を、それぞれ規定している。被験者４８が正対して接するガントリ２は、被験者４８の撮像姿勢が定まるように、乳房挿入部５と体軸方向とが方向づけられている。

本実施形態のガントリ２は、前面板３と、前面板３に設けられた開口３０と、開口３０を介して乳房３１が挿入可能な乳房挿入部５と、前面板３の周縁に連なり不図示の走査部を囲む側面４と、備えている。乳房挿入部５は、開口３０の中心を通り前面板３に垂直な中心軸６が通る。前面板３と中心軸６とが垂直な関係で配置されることは、中心軸６周りの対象性を確保し、乳房３１のブラインドエリアを低減する効果が得られる。

本実施形態のマンモ断層撮像システム１は、前面板３被験者４８の下半身、特に下肢を静置するために設けられた下肢載部４３を有している。下肢載部４３は、前面板３に連なるように配置されることで、ガントリ２に対して被検者４８の上半身と下半身とを安定させる作用を発現する。下肢載部４３は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ガントリ２が水平姿勢をとる場合に、前面板３とともに検査寝台を構成し、被験者４８が伏臥位の撮像姿勢をとることを可能とする。従って、下肢載部４３は、前面板３と同様にして、被験者４８のユーザインターフェースであり、前面板３の一部をなしていると捉えても良い。

本実施形態の下肢載部４３は、開口３０の鉛直下方に下肢載部４３の中心が重なるように配置されている。すなわち、本実施形態の中心軸６を含む面３８は、中心軸６周りに規定されるガントリ２の周方向４６における下肢載部４３の中心を通過している。

下肢載部４３は、被験者４８の大腿部、下腿部、膝部の少なくともいずれかを載せる脚載領域４４、または、足部を載せる足載領域４５を有している。下肢載部４３は、ガントリ２に対して被検者４８の上半身と下半身とを安定させることを目的としており、下肢載部４３の少なくとも一部は、マンモ断層撮像システムシステム１が設置される不図示の設置床面を兼ねる構成としてもよい。

ガントリ２は、図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、被験者４８との関係において、乳房挿入部５を基準に上下左右の４つの部分に区分けする上下区分面３７と中心軸６を含む面３８とが規定される。かかる上下とは、被験者４８の身長に沿う体軸方向において乳房より上に位置する１／４上半身と３／４下半身とに対応し、かかる左右とは、被験者４８の左上肢、右上肢に対応する。

図１または図５（ｅ）のように、ガントリ２が前面板３を水平に向けていない姿勢にあるとき、上下区分面３７（ＸＺ平面）は中心軸６（Ｚ方向）を含み鉛直方向に対して垂直となるように規定される仮想平面である。同様にして、図１または図５（ｅ）のように、ガントリ２が前面板３を水平に向けていない姿勢にあるとき、中心軸６を含む面３８（ＹＺ平面）は中心軸６（Ｚ方向）を含み鉛直方向に平行となるように規定される仮想平面である。

一方、図８のように、ガントリ２が前面板３を水平に向けている水平姿勢にあるときは、上下区分面３７と中心軸６を含む面３８は、伏臥位をとる被験者４８の体軸方向で規定される。

中心軸６を含む面３８は、開口３０の中心と下肢載部４３の中心とを結ぶ直線に平行であり、中心軸６を通過する平面で規定される。通常、検査寝台は、伏臥位をとる被験者４８の体軸方向に沿って長手方向を有するように、ガントリ２と下肢載部４３とが長手方向をなして連なるため、中心軸６を含む面３８をかかる検査寝台の長手方向と平行となるように規定しても良く、一般性を失わない。

同様にして、上下区分面３７は、開口３０の中心と下肢載部４３の中心とを結ぶ直線に垂直であり、中心軸６を通過する平面で規定される。通常、検査寝台は、伏臥位をとる被験者４８の体軸方向に沿って長手方向を有するように、ガントリ２と下肢載部４３とが長手方向をなして連なるため、上下区分面３７をかかる検査寝台の長手方向と平行となるように規定しても良く、一般性を失わない。

＜把持部＞
次に、本願発明の特徴である把持部について図１乃至１０の各図を用いて説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ガントリ２は中心軸６を含む面３８を挟んだ両側に、被験者４８が両上肢のそれぞれで把持する把持部１１を備える。このように把持部１１をガントリ２が備えることにより、図１（ｄ）、（ｅ）に示すように、被験者４８は、両上肢（両手）でガントリ２を抱きかかえるようにして、断層撮像期間に亘って、乳房３１を乳房挿入部５に安定して挿入し続けることが可能となる。また、本実施形態によれば、圧迫を伴って乳房を固定したり、被験者の背中を押したりすることによるユーザビリティの低下が軽減され、撮像期間に亘って、乳房の位置の変動を低減することが可能となっている。なお、図１（ｄ）、（ｅ）においては、理解の為に、把持部１１のうち、被験者４８が把持している部分のみを示しており、図１（ａ）〜（ｃ）に図示された周方向に延在する把持部１１の残部は省略してある。

図１１（ａ）、（ｂ）に、ガントリ９２に把持部を備えていないマンモ断層撮像システム９１を参考例として示す。ガントリ９２は、鉛直方向（Ｙ方向）に対して前面板９３が平行な配置をとっている。

本参考例のガントリ９２が、被験者４８との距離を維持する手段を有していない為、断層撮像期間に亘って、被験者４８の不随意運動を抑制し、乳房３１を静止させることが難しかった。この為、本参考例において、伏臥位をとる被験者４８の肩は、前面板３と平行な面内においても、前面板３と垂直な方向においても、それぞれ撮像期間中に変動する（Δｙ、Δｚ）。

本参考例においては、ガントリ９２が直立姿勢をとるため、図１１（ｃ）、（ｄ）に示すように、被験者４８の自重により、被験者４８の胴部を前面板９３に押し付ける効果が得にくい。従って、本参考例のようにガントリ９２に把持部を有さないマンモ断層撮像システム９１においては、断層撮像期間に、被験者４８は呼吸、心拍等に基づく体動（点線４９）の影響が、ガントリ９２を水平に配置した場合に比較してより一層生じやすい。

体動４９は、特に、循環器系の臓器を有する被験者４８の上半身において顕著である為、被験者４８の肩をガントリ９２に対して固定することにより、被験者４８の上半身の体動を抑制することが考えられるがユーザビリティの観点から望まれない。

次に、第１の実施形態に関わるマンモ断層撮像システム１が有する他の特徴について図１（ａ）〜（ｅ）、図２（ａ）、（ｂ）並びに、図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。

図１（ｂ）に示す通り、本実施形態においては、中心軸６を含む面３８を跨いで周方向に延在する環状の把持部１１を有している。すなわち、本実施形態の環状の把持部１１は、開口３０の水平方向における開口幅Φ_Ｈより離間している部分を有している。把持部１１が、水平方向において開口幅Φ_Ｈの両外側に配置されている事により、図４（ａ）、（ｂ）に示す通り、被験者４８は、乳房挿入部５の左右両側においてバランスよく上半身を前面板３に押しつける撮像姿勢を継続することが可能となる。

ガントリ２は、図２（ｂ）、（ｃ）に示す通り、前面板３に連なり、光照射部２０７、３０７の走査範囲を囲む側面４を有している。把持部１１は、図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、ガントリ２の側面４に設けられる。把持部１１は、ガントリ２の前面板３または前面板３に対向する背面板（不図示）に設けてもよい。前面板に把持部を設けた実施形態については後述する。

第１の実施形態のマンモ断層撮像システム１は、環状の前方把持部１２と環状の後方把持部１３とを備えている。前方把持部１２は、後方把持部１３よりも前面板３との距離が近い把持部１１に相当する。前方把持部１２、後方把持部１３と前面板３との距離は、図１（ａ）、（ｃ）のｚ方向において相違している。

図４（ａ）、（ｂ）には、第１の実施形態のマンモ断層撮像システム１における、左右の乳房の撮像期間中の被験者４８の撮像姿勢がそれぞれ示されている。本実施形態のように前方把持部１２と後方把持部１３とを中心軸６を含む面３８の両側のそれぞれに配置することにより、被験者４８は、左右の上肢のそれぞれにおいて前面板３との距離が異なる位置で把持部１１を把持することが可能となる。

言い換えると、図４（ａ）に示すように、左の乳房３１を撮像する際の被験者４８の撮像姿勢において、左上肢が把持する前方把持部１２より右上肢が把持する後方把持部１３が前面板３からより離間してガントリ２に設けられる。他方、図４（ｂ）に示すように、右の乳房３１を撮像する際の被験者４８の撮像姿勢において、右上肢が把持する前方把持部１２より左上肢が把持する後方把持部１３が前面板３からより離間してガントリ２に設けられる。従って、左右の乳房３１のいずれの断層撮像を行う場合においても、被験者４８は自身の上半身を前面板３に安定して密着させることが可能となり、左右のいずれの乳房３１に対しても撮像期間中の被写体ずれを抑制することが可能となる。

例えば、第１の実施形態のうち前方把持部１２のみが備わる不図示の実施形態において、被験者４８は両上肢のうち、一方は窮屈に折り曲げて、他方を伸ばして、前方把持部１２を把持する為、前面板３に対する両肩の密着性に差が生じやすいものとなる。図１、図４に示す第１の実施形態は、このような被験者４８の両肩の密着性に関わる非対称性を緩和する作用を有している。

また、本実施形態においては、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、前方把持部１２は、後方把持部１３に比較して中心軸６に近接している。このような配置により、被験者４８は、図４（ｃ）に示すように、被験者４８に近接している前方把持部１２に邪魔されずに遠方に位置する後方把持部１３を把持できるため、被験者４８は、撮像期間に亘って安定した撮像姿勢をとることが可能となっている。

さらに、本実施形態においては、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、側面４は、前面板３から離れるに従い中心軸６から離れる方向に広がっている。被験者４８は、図２（ｄ）に示すように、上肢を側面４に這わせる撮像姿勢をとることが可能となっている。即ち、本実施形態のガントリ２は、側面４をアームレストとして備えている。このため、被験者４８は、撮像期間に亘ってより一層安定した撮像姿勢をとることが可能となっている。

さらに、本実施形態においては、図１（ａ）〜（ｂ）に示すように、被験者４８の頭側と足側とを区分する上下区分面３７を挟む上下両側のそれぞれに位置する部分を有している。上下区分面３７は、中心軸６を含み中心軸６を含む面３８と垂直な平面である。

このような配置をとることにより、被験者４８は、図４（ｄ）に示すように、左右の上肢が把持する箇所の間に乳房挿入部５が配置される撮像姿勢となる。この結果、本実施形態の撮像姿勢は、乳房挿入部５を挟む前面板３の上下のいずれの側においても、被験者４８の上半身が前面板３に密着させられ、より一層安定化されたものとなる。

次に、図５（ａ）−（ｅ）を用いて、第４の実施形態について説明する。図５（ａ）−（ｃ）は、第４の実施形態を示す三面図であり、図５（ｄ）は、第４の実施形態における撮像姿勢を示す上面図であり、また、図５（ｅ）は、姿勢変更ユニット６２を備えた第４の実施形態の変形例を示している。

本実施形態は、前面板３に対して傾斜している把持部１１を備えている点、さらには、把持部１１の前面板３に対する傾斜角度が異なる複数の前方把持部１２、後方把持部１３を備えている点において、第１の実施形態と相違する。

本実施形態の把持部１１を構成する前方把持部１２、後方把持部１３のそれぞれは、図５（ａ）−（ｃ）に示すように、前面板３と交差する方向に傾斜し、所定の長さを有して延在している。すなわち、本実施形態の把持部１１は、前面板３との距離（ｚ方向）において異なるとともに、鉛直方向（ｙ方向）においても異なって位置する前方把持部１２と後方把持部１３とを有している。前面板３と交差する方向における把持部１１が有する所定の長さは、被験者４８の左右の乳房３１の距離の差に相当する長さに被験者の掌の幅に相当する長さを足した長さより長いことが望ましく、１２０乃至１０００ｍｍが採用される。

このような構成をとることにより、図５（ｄ）に示すように、被験者４８は、ガントリ２の側面４の異なった高さにおいて、前面板３との距離が異なる部分（前方把持部１２、後方把持部１３に対応）において把持することが可能となる。この結果、図５（ｄ）に示すように、被験者４８が、被検者４８から見て遠い把持部１１（後方把持部１３）を把持する際に、被験者４８からみて近い把持部１１（前方把持部１２）により邪魔されないため撮像姿勢が安定化される点において好ましい。

本実施形態の把持部は、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、前面板３との距離において近い近接部と、接部より遠い遠方部と、を有しており、かかる近接部は、かかる遠方部より前面板３に対する傾斜角が大きい。すなわち、前面板３に近接している前方把持部１２が、前面板３から相対的に遠方にある後方把持部１３よりも、前面板３に対して傾斜角が大きい。

被験者４８は、被験者４８に近い前方把持部１２を把持する一方の上肢を曲げ、被験者４８から遠方に位置する後方把持部１３を把持する他方の上肢を伸ばす撮像姿勢をとる。本実施形態のように、把持部１１が傾斜角度分布を有することにより、被験者４８は、両上肢の手首に無理な屈曲を生ずることなく、被験者４８に近い前方把持部１２と、被験者４８から遠方に位置する後方把持部１３とを把持することが可能となる。この結果、被験者４８の撮像姿勢をより一層安定化させることが可能となる。

図５（ｅ）に示す第４の実施形態の変形例は、第４の実施形態に関わるマンモ断層撮像システム１を中心軸６を含む面３８に沿って傾ける姿勢変更ユニット６２を備えている。図５（ｅ）においては、図５（ａ）に示す第４の実施形態のガントリ２と下肢載台４３とが、姿勢変更ユニット６２により一体的に３６度傾けた状態を示している。

本実施形態の姿勢変更ユニット６２は、ガントリ２と下肢載部４３とに接続された連結支持部６３と、連結支持部６３に接続され連結支持部６３と供にガントリ２と下肢載部４３を傾ける回転部６４と、設置床面４１に設置されるベース部６５とを有している。

姿勢変更ユニット６２は、前面板３と脚載領域４４との相対的な位置関係を保存するように構成されている。また、連結支持部６３は、中心軸６を含む面３８に平行な面内において、前面板３と下肢載部４３との距離を変更可能なように構成されている。

把持部１１を把持する被験者４８の前面板３に対する押し付けが不足している場合に、姿勢変更ユニット６２により被験者４８の撮像姿勢を臥位に近づけ、被験者４８の自重による前面板３との密着性向上が得られる。

次に、図６（ａ）−（ｄ）を用いて、第５の実施形態について説明する。図６（ａ）−（ｃ）は、第５の実施形態を示す三面図であり、図６（ｄ）は、第４の実施形態における撮像姿勢を示す上面図である。

本実施形態は、前面板３から離れるに従い中心軸６から遠ざかる側面４を有し、かかる側面４に沿うように、前面板３から離れるに従い中心軸６から遠ざかる把持部１４を備えている点において第１の実施形態、第４の実施形態と相違する。

被験者４８は、図６（ｄ）に示すように、中心軸６を含む面３８の両側において前面板３からの距離が異なる位置で把持できるとともに、側面４をアームレストとして上肢を安定化させつつ、把持部１４に上肢を沿わせて把持部１４を把持することが可能である。この結果、本実施形態によれば、被験者４８の負担が軽減され、撮像姿勢が撮像期間に亘ってより安定化されたものとなる。

次に、図７（ａ）−（ｄ）を用いて、第６の実施形態について説明する。図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、第６の実施形態を示す側面図、上面図であり、図７（ｃ）、（ｄ）は、第６の実施形態における左右の乳房撮像時の撮像姿勢を示す上面図である。

本実施形態は、中心軸６を含む面３８を挟む両側のそれぞれにおいて、前面板３からの距離が異なる位置に把持部１５を移動させ、固定可能な接続部を有している点において第１〜第５の実施形態のそれぞれと相違する。かかる接続部は、把持部１５を側面４に沿ってスライド移動可能とする一対の平行なガイドレール１６である。

本実施形態よれば、被験者４８は、図７（ｃ）、（ｄ）のように、中心軸６を含む面３８の両側において、前面板３からの距離が異なり被験者４８固有の体格、引きつけ力、握力等に適応した位置で把持部１５を把持する撮像姿勢をとることが可能である。このため、被験者４８の負担が軽減され、撮像姿勢が撮像期間に亘ってより一層安定化されたものとなる。

次に、図８（ａ）−（ｃ）を用いて、第７の実施形態について説明する。図８（ａ）−（ｃ）は、第７の実施形態における左側の乳房の撮像姿勢を示す三面図である。

本実施形態は、被験者４８が横臥位の撮像姿勢をとるように、ガントリ２の前面板３が水平姿勢をとっている点において第１および第４〜第６の実施形態のそれぞれと相違し、第２、第３の実施形態と適合する。本実施形態は、ガントリ２の側面４の任意の位置に脱着可能な不図示の接続部を介して把持部１６、１７が被験者４８の左右のそれぞれに設けられている。被験者４８は、第６の実施形態と同様にして、体格、体調等に適応して把持するが調整された撮像姿勢をとることが可能とされている。

なお、本実施形態によれば、伏臥位をとる被験者４８の自重による前面板３に対する密着性では体動を十分に抑制できない場合においても、脱着可能な把持部１６、１７により左右の乳房３１のいずれに対しても安定した撮像姿勢をとる事が可能となっている。

次に、図９（ａ）−（ｄ）を用いて把持部の変形例について説明する。図９（ｅ）は変形例の把持部を備えた第８の実施形態を示す斜視図である。

本願発明の把持部は、被験者がガントリに対して安定した撮像姿勢をとることができれば、様々な態様の変形例が含まれる。図９（ａ）に示す棒状の把持部８１は、一対の柱状の接続部８２を介してガントリの側面４に接続されている。また、図９（ｂ）に示す棒状の把持部８３は、板状の接続部８４を介してガントリの側面４に接続されている。さらにまた、図９（ｃ）に示す球状の把持部８５は、柱状の接続部８６を介してガントリの側面４に接続されている。

図９（ｄ）に示す把持部８７は、ガントリの側面４に設けられた凹部８８とともに設けられ、側面４の周方向に沿うように配置されている変形例である。本変形例は、ガントリに対して突出していない為、ガントリの側面において前面板からの距離が異なる位置に複数把持部を設ける場合、前面板に設ける場合等に好ましい態様である。

図９（ｅ）には、把持部８８と凹部８７とを前面板３に設け、把持部８１と一対の接続部８２とを側面４に設けた第７の実施形態に関わるマンモ断層撮像システム１を示している。本実施形態において、把持部８１は、前面板３に対する距離が異なる部分を有するように、前面板３に対して傾斜して側面４に設けられている。また、把持部８８は、中心軸６を含む面３８および上下区分面３７のそれぞれに対して、把持部８１と反対側に位置するよう前面板３に設けられている。このため、被験者は、図４（ｄ）に示す第３の実施形態のように左右の乳房のいずれに対しても乳房挿入部を両上肢で挟みこむように把持する安定した撮像姿勢をとることが可能とされている。

次に、図１０（ａ）、（ｂ）を用いて、被験者の発意に基づく指令を入力する入力器３２を把持部８１に備えた第９の実施形態について説明する。図１０（ａ）は、把持部８１の部分拡大図、図１０（ｂ）は、入力器３２を備えたシステムブロック図である。

本実施形態は、図１０（ａ）に示すように、一対の接続部８２を介してガントリの側面４に取り付けられた棒状の把持部８１Ｌの終端８１Ｅにノーマリオフに設定されたスイッチ３２が設けられている。スイッチ３２は、被験者が押下することにより、オン状態とし、非常状態等の指令をシシステム制御ユニット２３に伝える。

なお、入力器３２は、被験者が把持状態から意思を伝える事が可能なように配置されていれば良く、把持部８１の棒状部８１Ｌ、接続部８２、接続部が接続される取り付け部３３等のいずれに配置されていても良い。

また、入力器３２は、把持状態を検知する、温度センサ、圧力センサ、接触センサ、光センサ等に置き換えることにより、被験者の意思に依存せず、把持状態の変化に基づいた指令をシステム制御ユニット２３に送信することが可能となる。入力器３２は、左右の把持部に対応させて左右の入力器を設けて互いに連携させた形態、一方の把持部周辺に配置した複数のセンサ、スイッチを組合せ連携させた形態のいずれかとし、連携した指令を送信するように構成しても良い。

システム制御ユニット２３は、図１０（ｂ）に示すように入力器３２から送信された指令に基づき、Ｘ線照射部２０７、不図示のシャッター、コリメータ等、Ｘ線検出器２０６に対して、必要な指令を出力する。

システム制御ユニット２３は、光照射部駆動部２７に対して、出力を低下させる出力低下指令、または、出力を停止させる出力停止指令を出力し、Ｘ線照射部２０７の出力を被験者の発意に基づいて迅速に低下または停止させる。システム制御ユニット２３は、不図示のシャッター、コリメータ等に対して透過率を低下または０とする指令が出力される。この結果、乳房３１が受ける、撮像に利用されない不要な被曝が低減される。システム制御ユニット２３から、モータ７１またはＸ線検出器２０６に対しても、同様にして停止する指令が出力されるように構成される。

また、被験者は、乳房３１または他の部分に生ずる不快感、体動、筋肉の緊張等を自覚する事がある。本実施形態によれば、被験者は把持部８１Ｌを把持した状態の撮像姿勢をとるため、把持部３１Ｌに近接する入力器３２に対して、被験者の感覚に基づいた指令を迅速に入力することが可能である。

システム制御ユニット２３は、異常を操作技師に通知する目的において、表示パネル２９に異常通知に係る指令を送信しても良い。また、システム制御ユニット２３は、撮像イメージに異常通知を関連付ける目的において、不図示の記録ユニットまたは信号処理部２６に対して異常通知に係る指令を送信しても良い。

また、入力器３２または不図示センサの少なくとも一方は、図５（ｅ）に示す第４の実施形態の変形例に適用することが可能である。第４の実施形態の変形例は、姿勢変更ユニット６２に、入力器３２または不図示センサの少なくとも一方からの減速指令、停止指令を受信し、姿勢変更動作を減速、または、停止するように構成された不図示の形態にさらに変形される。

本変形例によれば、被験者に生じた不具合を漸次通知する事が可能なため、被験者を検査寝台に載せた状態で撮像姿勢を調整する際に、被験者が感じる不安感、不快感に応じて迅速に姿勢変更動作を減速または停止することが可能となる。

１ マンモ断層撮像システム
２ ガントリ
３ 前面板
４ 側面
５ 乳房挿入部
６ 中心軸
２０６ Ｘ線検出器
２０７ Ｘ線照射部
３０６ 超音波検出器
３０７ 赤外線照射部
９ 走査部
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、８１、８３、８５、８７ 把持部

Claims (26)

1. 乳房に対して光を照射する光照射部と、乳房に対して異なる位置に前記光照射部を移動させる走査部と、前記光を照射された乳房の領域から取り出される波動を検出する検出器と、前記光照射部と前記検出器とを収納し被験者の側に前面板を有するガントリと、前記前面板に設けられた開口に連通する乳房挿入部と、を備え、
   前記ガントリは、前記前面板に垂直であり前記開口の中心を通過する中心軸を含む面の両側に把持部を有することを特徴とするマンモ断層撮像システム。
2. 前記中心軸を含む面は、鉛直方向に平行であることを特徴とする請求項１に記載のマンモ断層撮像システム。
3. 前記把持部は、前記中心軸を含む面を挟んで、少なくとも前記中心軸を含む面に垂直な方向における前記開口の幅より離れている部分を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のマンモ断層撮像システム。
4. 前記ガントリに連なって配置され、被験者が下肢を載せる下肢載部をさらに有し、
   前記中心軸を含む面は、前記下肢載部を通過することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
5. 前記下肢載部は、前記前面板に連なるように配置され、被験者の大腿部、下腿部、膝部、足部の少なくともいずれかを載せるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のマンモ断層撮像システム。
6. 前記中心軸を含む面に沿って前記ガントリと前記下肢載部とを一体的に傾ける姿勢変更ユニットを備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のマンモ断層撮像システム。
7. 前記ガントリは、前記前面板に連なり、前記光照射部の走査範囲を囲む側面を有し、前記把持部は、前記側面または前記前面板に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
8. 前記側面は、前記前面板から離れるに従い前記中心軸から離れる方向に広がっていることを特徴とする請求項７に記載のマンモ断層撮像システム。
9. 前記把持部は、左の乳房を撮像する際に被験者は左上肢より右上肢を前記前面板からより離間した位置で把持し、右の乳房を撮像する際に被験者は右上肢より左上肢を前記前面板からより離れた位置で把持するように、前記ガントリに配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
10. 前記把持部は、前記ガントリにおける前記中心軸を含む面の両側のそれぞれにおいて、前記前面板との距離が異なる位置に複数、配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
11. 前記把持部は、前記前面板と交差する方向に所定の長さを有して延在していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
12. 前記把持部は、前記前面板との距離において近い近接部と、前記近接部より遠い遠方部と、を有し、前記近接部は、前記遠方部より前記前面板に対する傾斜角が大きいことを特徴とする請求項１１に記載のマンモ断層撮像システム。
13. 前記把持部は、前記前面板との距離において近い近接部と、前記近接部より遠い遠方部と、を有し、前記近接部は、前記遠方部より、前記中心軸に近いことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
14. 前記把持部は、前記中心軸を含む面を挟む両側のそれぞれにおいて、前記前面板からの距離が異なる位置に前記把持部を移動し固定可能な接続部を有していることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
15. 前記接続部は、前記側面に沿って前記把持部をスライド移動可能とするガイドを有していることを特徴とする請求項１４に記載のマンモ断層撮像システム。
16. 前記把持部は、前記中心軸を含む面を跨いで延在していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
17. 前記把持部は、前記中心軸を含む面と垂直であって被験者の頭側と足側とを区分する上下区分面を挟む両側のそれぞれに位置する部分を有していることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
18. 前記光照射部は、Ｘ線を照射するＸ線照射部であり、前記検出器は、複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出器であり、前記生体特性情報は乳房のＸ線減衰率であり、前記波動は、乳房を透過した透過Ｘ線であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
19. 前記Ｘ線照射部は、走査に伴いＸ線強度が繰り返し変化するＸ線束を照射することを特徴とする請求項１８に記載のマンモ断層撮像システム。
20. 前記光照射部は、赤外線を照射する赤外線照射部であり、前記検出器は、超音波検出器であり、前記生体特性情報はグリューナイゼン係数と吸光係数であり、前記波動は、赤外線により乳房で発生する光音響波であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
21. 前記赤外線照射部は、乳房に対して、回転走査、歳差走査、螺旋走査、牛耕式走査、ラスター走査のうちの少なくとも１つの走査がなされることを特徴とする請求項２０に記載のマンモ断層撮像システム。
22. 前記ガントリには、被験者の発意に基づく指令が入力される入力器または被験者の把持状態を検知するセンサが設けられていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１項に記載のマンモ断層撮像システム。
23. 前記入力器または前記センサの少なくとも一方の出力に基づいて、前記システム制御ユニットが、前記光照射部の出力を低下させる出力低下指令を出力することを特徴とする請求項２２に記載のマンモ断層撮像システム。
24. 前記入力器または前記センサの少なくとも一方は、前記把持部に配置されていることを特徴とする請求項２２または２３に記載のマンモ断層撮像システム。
25. 前記ガントリは、被験者の発意に基づく指令が入力される入力器または被験者の把持状態を検知するセンサをさらに備えており、
    前記入力器または前記センサの少なくとも一方の出力に基づいて、前記姿勢変更ユニットの姿勢変更動作を停止する停止指令を出力することを特徴とする請求項６に記載のマンモ断層撮像システム。
26. 前記入力器または前記センサの少なくとも一方は、前記把持部に配置されていることを特徴とする請求項２５に記載のマンモ断層撮像システム。

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