JP2017164312A - 放射線撮影装置、挿入状態判定方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 乳房の挿入状態を判定することで、ブラインドエリアの好適な管理を実現することができる。
【解決手段】 本発明に係る医用画像撮影装置は、乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置であって、挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されている乳房の形態に基づいて、前記乳房の挿入状態を判定する判定手段を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、乳房の放射線画像を撮影する放射線撮影装置、挿入状態判定方法、及びプログラムに関する。

乳がんのＸ線検査装置として、マンモグラム装置が標準的に使用されてきた。しかし、マンモグラムは、デンスブレスト（乳腺の多い乳房）の場合、病変部と乳腺構造が重なり合って病変検出の感度及び特異度が低下することが知られている。このマンモグラムの欠点を補う技術として、トモシンセシスや乳房専用ＣＢＣＴ装置が注目されている。これらの装置の特徴は、乳房の３Ｄ画像を提供することにより、病変部と乳腺構造を分離して観察できることである。

乳房専用ＣＢＣＴ装置を使用して乳房を撮影する場合は、ブラインドエリア（画像化不能領域）の管理が必要である。マンモグラムのＣＣ撮影やＭＬＯ撮影及び特許文献２に記載の伏臥位型の「Ｂｒｅａｓｔ ＣＴ」撮影の際は、撮影領域（又は、ブラインドエリア）の管理は技師により行われている。

また、乳房Ｘ線撮影装置に限らず、一般のＸ線撮影装置では、投影光学系を使用してＸ線照射野領域を投影することは広く実施されている。Ｘ線ＣＴ装置においても、同様に、撮影位置（スライス位置）が可視光で明示される。

また、コーンビームを発生するＸ線発生部と、Ｘ線を検出する複数列の検出素子を有する検出部と、被検体の体軸方向における検出部の検出範囲の境界を示す光を被検体上に投光する投光部とを備えるＸ線ＣＴ装置に係る技術が開示されている（特許文献１参照）。

また、乳房撮影用ＣＢＣＴにおいて、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とが天板に垂直で乳房を垂らす開口を通る回転軸Ａを挟んで対向配置されその回転軸の周りに回転するように構成されたＸ線撮影装置が開示されている（特許文献２参照）。この装置は、回転しながらＸ線断層画像用のＸ線コーンビームを照射して得るＸ線透過画像を用いてＸ線断層画像を生成し、これに基づいて決定する配置位置にＸ線撮影装置を配置して平面画像用のＸ線コーンビームによる乳房のＸ線透過平面画像を提供する。

特開２０１５−１３９５３４号公報 特開２０１０−６８９２９号公報

マンモグラムや乳房専用ＣＢＣＴでは、放射線画像が撮影されないブラインドエリアが発生することは周知である。マンモグラムでは、ＣＣビュー及びＭＬＯビューの２つの撮影でブラインドエリアを補完するように使用されている。また、技師の手技によりブランドエリアが管理されているのも事実である。

特許文献２に示すような伏臥位型乳房ＣＢＣＴでは、マンモグラムよりもブラインドエリアが発生しやすい。特に、乳房の腋窩側領域や腋窩領域まで乳房を挿入することが困難であるため、これらの領域でブラインドエリアが発生しやすい。伏臥位型乳房ＣＢＣＴは、ブラインドエリアを小さくするために、被検者の自重を利用して体を反らせ、胸骨まで撮影できるように設計されている。しかし、体を反らせることは被検者に身体的な負担を与え、胸骨まで撮影することは撮影被曝の観点から好ましくない。

一方、スループットを向上させ、撮影時の被検者の身体的な負担を軽減するために、立位型Ｂｒｅａｓｔ ＣＴ（立位型乳房ＣＢＣＴ）が考案されている。立位型乳房ＣＢＣＴは、伏臥位のように被検者の自重を利用して体を反らせて乳房を挿入部に挿入できないため、乳房の挿入が不十分（挿入状態が不適切）になることがあり、挿入状態によりブラインドエリアが変動する。ブラインエリアが変動すると、意図していた領域の撮影が行えないという問題が生じる。また、立位型乳房ＣＢＣＴでのブラインドエリアの変動は、乳房を固定するマンモグラムでのブラインエリアの変動より大きいという問題も生じる。

本発明は、乳房の放射線画像を撮影時における撮影領域又はブラインドエリアを管理するために、乳房の挿入状態（挿入位置又は挿入方向）を判定する。

本発明に係る医用画像撮影装置は、乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置であって、挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されている乳房の形態に基づいて、前記乳房の挿入状態を判定する判定手段を備える。

乳房の挿入状態を判定することで、ブラインドエリアの好適な管理を実現することができる。

第１の実施形態に係る放射線撮影システムの一例を示した図である。 第１の実施形態に係る放射線撮影システムをマンモグラム撮影側から見た図である。 第１の実施形態に係る放射線撮影システムにおけるＣＢＣＴ撮影時の患者の位置を示した図である。 第１の実施形態に係る放射線撮影システムの構成の一例を示した図である。 乳房の分割領域の一例を示した図である。 乳房の挿入状態に応じたブラインドエリアの発生を説明する図である。 乳房の挿入状態の一例を示した図である。 挿入乳房の全周に撮影領域が表示されている例を示した図である。 挿入乳房が右乳房と左乳房とである場合を示した図である。 挿入乳房の下領域に撮影領域が表示されない一例を示した図である。 第１の実施形態に係る放射線撮影システムの変形例を示した図である。 第２の実施形態に係る放射線撮影システムの一例を示す図である。 近接センサーを用いた第２の実施形態に係る放射線撮影システムの変形例を示す図である。 接触センサー（圧力センサー）を用いた第２の実施形態に係る放射線撮影システムの変形例を示す図である。 挿入乳房又は非挿入乳房の体積に基づいて、乳房の挿入状態を判定する一例を示した図である。

図１は、本発明に係る放射線撮影装置（医用画像撮影装置）を含む医用画像撮影システム１００を、ＣＢＣＴ撮影を行う面から見た図である。放射線撮影システム１００は、乳房のＣＢＣＴ撮影とマンモグラム撮影を行うことができる医用画像撮影システムである。つまり、放射線撮影システム１００は、乳房の医用画像を撮影する。ガントリ２１に取り付けられた板部２３の中央に、乳房を挿入する挿入孔（挿入部）２４が設けられる。挿入孔２４の内部には、乳房を保持するためのトレイ２５が設けられる。トレイ２５は、板部２３と連結されている。

図２は、本発明に係る放射線撮影システム（医用画像撮影システム）１００を、マンモグラム撮影を行う面から見た図である。ＣＢＣＴ用Ｘ線管球（放射線発生部）３１とマンモグラム用Ｘ線管球（放射線発生部）３３は、放射線を発生する。マンモグラム用Ｘ線検出部（放射線検出部）３４とＣＢＣＴ用Ｘ線検出部（放射線検出部）３２は、放射線を検出し、放射線の検出データを取得する。

ＣＢＣＴ用Ｘ線管球（放射線発生部）３１とＣＢＣＴ用Ｘ線検出部（放射線検出部）３２が対向している。ＣＢＣＴ用Ｘ線管球（放射線発生部）３１とＣＢＣＴ用Ｘ線検出部（放射線検出部）３２を回転可能とする回転フレーム（回転部）３６に設けられている。回転フレーム３６が３６０度回転することにより、ＣＢＣＴ用Ｘ線管球３１及びＣＢＣＴ用Ｘ線検出部３２が３６０度回転し、乳房のＣＢＣＴ撮影が行われる。

図２に示すように、マンモグラム用Ｘ線管球（放射線発生部）３３とマンモグラム用Ｘ線検出部（放射線検出部）３４が対向している。マンモグラム用Ｘ線管球（放射線発生部）３３とマンモグラム用Ｘ線検出部（放射線検出部）３４を回転可能とする回転フレーム（回転部）３６に設けられている。

圧迫板とマンモグラム用Ｘ線検出部３４と圧迫板２６との間に乳房が圧迫固定されて、マンモグラム撮影が行われる。ＣＢＣＴ用Ｘ線管球３１とマンモグラム用Ｘ線管球３３は、１つのＸ線管球を位置変更することにより、１つのＸ線管球で実現されてもよい。ＣＢＣＴ用Ｘ線検出部３２とマンモグラム用Ｘ線検出部３４は、１つのＸ線検出部を位置変更することにより、１つのＸ線検出部で実現されてもよい。

図３は、ＣＢＣＴ撮影を行う被検者Ｐの撮影形態を示す図である。被検者Ｐは、複数の把持部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのうち少なくとも１つの把持部を把持する。

図４は、本発明に係る放射線撮影システム（医用画像撮影システム）１００の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、放射線撮影システム（医用画像撮影システム）１００は、乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置を含み、画像処理部１０２及び撮影部１０３を備える。画像処理部１０２は、判定部１０４を備える。撮影部１０３は、ＣＢＣＴ用Ｘ線管球３１、ＣＢＣＴ用Ｘ線検出部３２、マンモグラム用Ｘ線管球３３、マンモグラム用Ｘ線検出部３４、及び測定部３５を備える。

判定部１０４は、挿入孔（挿入部）２４から医用画像の撮影領域に挿入されている乳房の形態に基づいて、乳房の挿入状態を判定する。乳房の形態は、挿入孔（挿入部）２４から前記医用画像の撮影領域に挿入されている乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つである。また、判定部１０４は、挿入孔（挿入部）２４から医用画像の撮影領域に挿入されていない非挿入乳房の形態に基づいて、乳房の挿入状態を判定する。非挿入乳房の形態は、挿入孔（挿入部）２４から医用画像の撮影領域に挿入されている非挿入乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つである。

例えば、判定部１０４は、挿入孔（挿入部）２４から放射線画像（医用画像）の撮影領域に挿入されている挿入乳房又は撮影領域に挿入されていない非挿入乳房の長さ、面積、体積、形状、及び圧力の少なくとも１つに基づいて、乳房の挿入状態を判定する。測定部３５は、乳房（挿入乳房又は非挿入乳房）の長さ、面積、体積、形状、及び圧力の少なくとも１つを測定する。測定部３５は、可視光、赤外光、及び近赤外光の少なくとも１つを撮影するカメラを備える。

図５は、ＣＢＣＴ撮影における乳房の挿入状態を示した図である。図５（ａ）は、乳房を被検者Ｐの正面から観察した図である。図５（ａ）は、乳頭を中心にして乳房の撮影領域を複数に分割した分割領域を示している。

分割領域ごとに、乳がんの発生割合が集計されている。各分割領域の概ねの乳がん発生割合は、Ａ領域（内側上領域）１５％、Ｂ領域（内側下領域）６％、Ｃ領域及びＣ’領域（外側上領域）５０％、Ｄ領域（外側下領域）１１％、及び乳輪のＥ領域（中心領域）１８％である。乳がんの好発領域であるＣ領域及びＣ’領域（外側上領域）のブラインドエリアを小さくすることにより、乳房検査における乳がんの発見精度を高めることができる。

図５（ｂ）は、乳房を被検者Ｐの脚部側から観察した図である。解剖学的には、体幹の断面は楕円状であるため、乳房が体幹の円弧状の面から径方向に突出する。

図５（ｃ）は、伏臥位型乳房ＣＢＣＴに被検者Ｐが伏臥位で左乳房を撮影領域に挿入した状態を、被検者Ｐの脚部側から観察した図である。板部２３は、乳房が撮影範囲に十分に挿入されるように、凹部を有する。体幹が自重で板部２３の凹部に押し付けられるため、被検者Ｐの胸郭まで撮影することができる。

つまり、伏臥位型乳房ＣＢＣＴは、ブラインドエリアを小さくするために、被検者の自重を利用して体を反らせ、胸骨まで撮影できるように設計されている。この結果、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、Ｄ領域、及びＥ領域を撮影することができる。しかし、体を反らせることは被検者Ｐに身体的な負担を与え、胸骨まで撮影することは撮影被曝の観点から好ましくない。

図５（ｄ）は、立位型乳房ＣＢＣＴに被検者Ｐが立位で左乳房を撮影領域に挿入した状態を、被検者Ｐの脚部側から観察した図である。図５（ｄ）に示すように、乳房の挿入状態が適切であれば、乳がんの好発領域であるＣ領域及びＤ領域の多くの領域を撮影することができ、ブラインドエリアを小さくすることができる。

本発明の特徴は、挿入孔（挿入部）２４から医用画像の撮影領域に挿入されている乳房の挿入状態を判定することにより、ブラインドエリアを小さくして適切な医用画像を取得できることである。判定部１０４は、撮影領域を複数に分割した分割領域（Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、Ｃ’領域、Ｄ領域、及びＥ領域）における挿入乳房の長さ、面積、体積、形状、及び圧力の少なくとも１つに基づいて、挿入状態を判定する。

図６は、乳房の挿入状態に応じたブラインドエリアの発生を説明する図である。図６(ａ)は、乳房部分のアキシャル断面の放射線画像である。図６(ａ)に示すように、解剖学的には、体幹の断面は楕円状であるため、乳房（乳腺）が体幹の円弧状の面から径方向に突出する。

図６(ｂ)及び図６(ｃ)は、立位型乳房ＣＢＣＴに被検者Ｐが立位で左乳房を撮影領域に挿入した状態を、被検者Ｐの脚部側から観察した図である。図６(ｂ)では、左乳房を挿入する際に、板部２３に対して体幹を正面にして左乳房を挿入している。そのため、図６(ｂ)では、左乳房のＡ領域及びＢ領域でブラインドエリアが少なく、Ｃ領域及びＤ領域でブラインドエリアが多くなっている。

一方、図６(ｃ)では、左乳房を挿入する際に、板部２３に対して体幹を内側に傾斜して左乳房を挿入している。図６(ｃ)では、乳房のＣ領域及びＤ領域でブラインドエリアが少なく、Ａ領域及びＢ領域でブラインドエリアが多くなっている。

乳房検査における乳がんの発見精度を高めるためには、乳がんの好発領域であるＣ領域及びＣ’領域（外側上領域）のブラインドエリアを小さくすることが効率的である。以下の実施形態では、乳房のＣ領域及びＤ領域でブラインドエリアが少ない状態を適切な状態であるとして説明する。つまり、図６(ｃ)の挿入状態が図６(ｂ)の挿入状態よりも適切である。ただし、どの分割領域のブラインドエリアを少なくするかは、乳房検査の目的に応じて変化させてもよい。

（第１の実施形態）
図７Ａは、第１の実施形態における乳房の挿入状態の一例を示した図である。放射線撮影システム（医用画像撮影システム）１００は、乳がんの好発領域であるＣ領域及びＣ’領域（外側上領域）のブラインドエリアを好適に管理する。全身ＣＴ装置で被検者Ｐの全身の放射線画像を取得する場合を除けば、ブラインドエリアは好適に管理されなければならない。ここで、ブラインドエリアの好適な管理とは、単純化すると乳房のＣ領域（外側上領域）及びＤ領域（外側下領域）のブラインドエリアをＡ領域（内側上領域）及びＢ領域（内側下領域）のブラインドエリアより小さくすることである。

図７Ａ（ａ）は、立位型乳房ＣＢＣＴに左乳房を撮影領域に挿入した状態を、被検者Ｐの脚部側から観察した図である。ガントリ２１の内部に設けられた回転フレーム３６には、ＣＢＣＴ用Ｘ線管球３１とＣＢＣＴ用Ｘ線検出部３２が設けられている。回転フレーム３６が３６０度回転ながら、ＣＢＣＴ用Ｘ線管球３１から放射された放射線をＣＢＣＴ用Ｘ線検出部３２が検出することにより、放射線画像データが取得され、放射線画像データを再構成計算することによりＣＴ画像が生成される。ガントリ２１には板部２３が連結される。板部２３の中央に挿入孔（挿入部）２４が設けられる。

ＣＢＣＴ用Ｘ線管球３１の近傍に投影光学系（投影部）５０及び観察カメラ５１が設置されている。投影光学系（投影部）５０は、撮影領域を挿入乳房に投光（投影）する。観察カメラ５１は、図４の測定部３５として機能する。投影光学系５０が乳房表面に撮影領域５００をマーキングして、観察カメラ５１がマーキングされた撮影領域を撮影して画像処理する。

図７Ａ(ｂ)は、本実施形態の投影光学系５０の一例を示した図である。投影光学系５０は可視光（例えば、赤色）レーザー５３、ガルバノミラー部５４、及び反射ミラー５５を備える。

可視光レーザー５３から出力されたレーザー光は、ガルバノミラー部５４でスキャンされて、乳房又は反射ミラー５５に投光される。反射ミラー５５で反射したレーザー光は、乳房に投光される。レーザー光は、挿入孔２４に挿入された乳房（挿入乳房）のＸ線照射端（撮影領域）５００を乳房表面に表示する。Ｘ線照射端（撮影領域）５００は、観察カメラ５１により撮影される。観察カメラ５１により撮影された画像により、挿入乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つが測定される。

なお、ガルバノミラー部５４及び反射ミラー５５の設計に依存して、乳房の全周にＸ線照射端（撮影領域）が表示されなくてもよい。また、トレイ２５が可視光などに対して不透明である場合、トレイ２５で覆われている乳房部分にＸ線照射端（撮影領域）が表示されなくてもよい。また、投影光学系５０の投影光は、可視ＬＥＤ光（可視光）、赤外光、及び近赤外光の少なくとも１つであればよい。この場合、可視光、赤外光、及び近赤外光を検出するカメラが観察カメラ５１として選択される。

図７Ｂは、左乳房（挿入乳房）の全周にＸ線照射端（撮影領域）が表示されている例を示した図である。挿入乳房の不適切な挿入状態から挿入乳房の適切な挿入状態までの例が示されている。

観察カメラ５１は、挿入乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つを測定する。判定部１０４は、挿入乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つに基づいて、乳房の挿入状態を判定する。判定基準は、複数の判定基準から選択可能である。判定基準の選択は、図７Ａの指示表示部５２により行われる。

判定部１０４は、撮影領域を複数に分割した分割領域における挿入乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つに基づいて、挿入状態を判定する。分割領域は、乳頭を中心に、中心領域、外側上領域、内側上領域、外側下領域、及び内側下領域の少なくとも２つに設定される。

第１の判定基準では、挿入乳房のＣ領域（外側上領域）及びＤ領域（外側下領域）の合計面積がＡ領域（内側上領域）及びＢ領域（内側下領域）の合計面積より大きいと、挿入状態が適切であると判定される。図７Ｂ（ａ）では、挿入孔（挿入部）を４つの分割領域に分割する垂直線及び水平線が破線で示されている。垂直線と水平線の交点が乳頭位置を示している。乳頭位置は、観察カメラ５１の画像を画像処理（例えば、色分解）することにより、決定される。また、手動で乳頭位置が設定されてもよい。

図７Ｂ（ｂ）では、乳頭位置、垂直線、及び水平線により、Ａ領域（内側上領域）、Ｂ領域（内側下領域）、Ｃ領域（外側上領域）、Ｄ領域（外側下領域）、及びＥ領域（中心領域）が決定される。Ａ領域（内側上領域）、Ｂ領域（内側下領域）、Ｃ領域（外側上領域）、及びＤ領域（外側下領域）に分割領域が設定され、それぞれの面積Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄが測定部３５により測定される。

（Ｓｃ＋Ｓｄ）−（Ｓａ＋Ｓｂ）≧α ・・・・・（１）

判定部１０４は、式（１）を満たすか否かを判定する。式（１）を満たせば、判定部１０４は、乳房の挿入状態が適切であると判定し、ブラインドエリアの適切な管理（最適化）が行われていると判定する。ここで、αは任意の閾値である。閾値αは、右乳房と左乳房とで異なってもよい。このように、判定部１０４は、複数の分割領域の長さ、面積、及び体積の少なくとも１つの和及び差を所定の閾値αと比較することにより、挿入状態を判定する。

分割領域、各面積、及び判定結果などは、指示表示部（通知部）５２に表示される。また、乳房の挿入状態が不適切であると判定部１０４が判定した場合に、指示表示部（通知部）５２は、警告、挿入状態、挿入状態の修正方法の少なくとも１つを通知する。通知は、視覚表示又は音声表示により行われる。

例えば、指示表示部（通知部）５２は、式（１）を満たすように被検者Ｐの体位の変更方向を、挿入状態の修正方法として通知する。挿入乳房が左乳房であれば、面積（Ｓｃ＋Ｓｄ）を面積（Ｓａ＋Ｓｂ＋α）より大きくするために、体位を右向きに回転させる（体幹を内側に傾斜させる）指示が通知される。挿入乳房が右乳房であれば、面積（Ｓｃ＋Ｓｄ）を面積（Ｓａ＋Ｓｂ＋α）より大きくするために、体位を左向きに回転させる（体幹を内側に傾斜させる）指示が通知される。

また、挿入状態が適切であると判定されたことを条件に、放射線撮影システム（医用画像撮影システム）１００が撮影を開始できるように構成されてもよい。

第２の判定基準では、挿入乳房のＣ領域（外側上領域）及びＤ領域（外側下領域）の合計面積がＡ領域（内側上領域）及びＢ領域（内側下領域）の合計面積より大きいと、挿入状態が適切であると判定され、分割領域の面積の総和との比率を基準に判定される。分割領域の面積の総和ΣＳは、Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄである。

{（Ｓｃ＋Ｓｄ）−（Ｓａ＋Ｓｂ）}／ΣＳ≧β ・・・・・（２）

判定部１０４は、式（２）を満たすか否かを判定する。式（２）を満たせば、判定部１０４は、乳房の挿入状態が適切であると判定し、ブラインドエリアの適切な管理（最適化）が行われていると判定する。ここで、βは任意の閾値である。閾値βは、右乳房と左乳房とで異なってもよい。このように、判定部１０４は、複数の分割領域の長さ、面積、及び体積の少なくとも１つの和、差、及び比率を所定の閾値βと比較することにより、挿入状態を判定する。

乳房の大きさの個人差によって、面積Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄが変動するので、分割領域の面積の総和ΣＳとの比率を基準とすることで、乳房の大きさの個人差を小さくすることができる。

なお、分割領域の面積の総和（ΣＳ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ）は、閾値により規定されてもよい。例えば、分割領域の面積の総和ΣＳが所定の閾値以上である場合に、判定部１０４は、式（２）を満たすか否かを判定してもよい。この場合、総和ΣＳの閾値は、乳房の大きさに応じて調整されてもよい。このように、判定部１０４は、複数の分割領域の長さ、面積、及び体積の少なくとも１つの和を所定の閾値と比較することにより、挿入状態を判定してもよい。

また、各分割領域における乳がんの発生割合が、挿入状態の判定に反映されてもよい。例えば、各分割領域の乳がん発生割合が、Ａ領域１５％、Ｂ領域６％、Ｃ領域及びＣ’領域５０％、Ｄ領域１１％、Ｅ領域１８％である場合、式（３）に示すように、乳がん発生割合を重み係数として、挿入状態が判定されてもよい。

（１５＊Sａ＋６＊Ｓｂ＋５０＊Ｓｃ＋１１＊Ｓｄ＋１８＊Ｓｅ）／ΣＳ≧γ ・・・・・（３）

ここで、ＳｅはＥ領域の面積であり、γは任意の閾値である。閾値γは、右乳房と左乳房とで異なってもよい。また、分割領域の面積の総和ΣＳは、Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅである。このように、判定部１０４は、分割領域における病変発生割合に関する重み係数に基づいて、挿入状態を判定してもよい。各分割領域の乳がん発生割合は、指示表示部（通知部）５２又は入力部（図示せず）により設定される。

上記と同様、分割領域、各面積、判定結果、及び重み係数などは、指示表示部（通知部）５２に表示される。また、乳房の挿入状態が不適切であると判定部１０４が判定した場合に、指示表示部（通知部）５２は、警告、挿入状態、挿入状態の修正方法の少なくとも１つを通知する。通知は、視覚表示又は音声表示により行われる。

図７Ｃは、挿入乳房が右乳房と左乳房とである場合を示した図である。図７Ｃ（ａ）の右乳房から図７Ｃ（ｂ）の左乳房に挿入乳房が切り替えられた場合は、分割領域が左右反転する。この結果、内側領域（領域Ａ及び領域Ｂ）と外側領域（領域Ｃ及び領域Ｄ）が切り替わる。挿入乳房が右乳房であるか左乳房であるかの設定は、放射線画像の撮影前に指示表示部（通知部）５２により行われる。

上記の判定基準の他、挿入乳房のＣ領域（外側上領域）とＤ領域（外側下領域）の面積の和が所定の閾値以上であると、挿入状態が適切であると判定されてもよい。また、挿入乳房のＣ領域（外側上領域）とＡ領域（内側上領域）の面積の差が所定の閾値より大きいと、挿入状態が適切であると判定されてもよい。また、挿入乳房のＣ領域（外側上領域）とＡ領域（内側上領域）の面積の比率が所定の閾値より大きいと、挿入状態が適切であると判定されてもよい。

また、撮影領域又は分割領域における挿入乳房の断面積や表面積の他、撮影領域又は分割領域における挿入乳房の体積に基づいて、乳房の挿入状態が判定されてもよい。また、撮影領域又は分割領域における挿入乳房の周長さや径長さに基づいて、乳房の挿入状態が判定されてもよい。

また、判定部１０４は、乳頭から分割領域の外縁までの線の長さ又は角度に基づいて、挿入状態を判定してもよい。また、撮影領域又は分割領域における挿入乳房の形状を円、楕円、多角形、球、楕円球、及び多角体などにより近似して、この形状に基づいて、乳房の挿入状態が判定されてもよい。

図６（ａ）に示すように、人体の胸郭は長円筒形であり、腋窩に近くになるに従って、長円の扁平度が大きくなる。一般的に、外側上領域（Ｃ領域及びＣ’領域）を大きくすることで、ブラインドエリアを小さくするためには、外側上領域（Ｃ領域及びＣ’領域）が挿入孔（挿入部）に接触するまで、乳房を挿入孔に挿入することが望ましい。この場合、乳頭から外側上領域（Ｃ領域及びＣ’領域）の外縁までの線の長さが所定の閾値以上となり、乳頭から外側上領域（Ｃ領域及びＣ’領域）の外縁までの最長線の角度が所定の閾値以上又は以下となる。

図７Ｃ（ｂ）の一点鎖線は、乳頭から外側上領域（Ｃ領域及びＣ’領域）の外縁までの最長の内径線を示している。垂直線と水平線の交点からの内径線の長さをＬとすると、判定部１０４は、式（４）を満たすか否かを判定する。また、垂直線から内径線までの角度Θとすると、判定部１０４は、式（５）を満たすか否かを判定する。

λ≧Ｌ ・・・・・（４）

Θ≧Φ ・・・・・（５）

式（４）を満たせば、判定部１０４は、乳房の挿入状態が適切であると判定し、ブラインドエリアの適切な管理（最適化）が行われていると判定する。ここで、閾値Ｌ，Φは任意の閾値である。また、閾値Ｌ，Φは、右乳房と左乳房とで異なってもよい。このように、判定部１０４は、乳頭から分割領域の外縁までの線の長さλ又は角度Θを所定の閾値Ｌ又は閾値Φと比較することにより、挿入状態を判定する。

上記と同様、分割領域、各面積、判定結果、内径線の長さ、及び内径線の角度などは、指示表示部（通知部）５２に表示される。また、乳房の挿入状態が不適切であると判定部１０４が判定した場合に、指示表示部（通知部）５２は、警告、挿入状態、挿入状態の修正方法の少なくとも１つを通知する。通知は、視覚表示又は音声表示により行われる。

式（４）又は式（５）は、式（１）乃至式（３）の何れかと併用して（ＡＮＤ条件で）、挿入状態が判定されてもよい。

例えば、式（３）と式（５）とを併用して挿入状態が判定される場合、指示表示部（通知部）５２は、式（５）を満たすように被検者Ｐの体位の変更方向を、挿入状態の修正方法として通知する。挿入乳房が左乳房であれば、内径線の角度Θを閾値Φより大きくするために、体位を右向きに回転させる（体幹を内側に傾斜させる）指示が通知される。挿入乳房が右乳房であれば、内径線の角度Θを閾値Φより大きくするために、体位を左向きに回転させる（体幹を内側に傾斜させる）指示が通知される。

本実施形態によれば、乳房の挿入状態が判定され、ブラインドエリアを適切に管理することができる。

なお、ガルバノミラー部５４及び反射ミラー５５の設計に依存して、乳房の全周にＸ線照射端（撮影領域）が表示されない。また、図７Ｄに示すように、トレイ２５が可視光などに対して不透明である場合、トレイ２５で覆われている挿入乳房の下領域にＸ線照射端（撮影領域）が表示されない。

これらの場合、欠損する分割領域の外縁を推定することにより、判定部１０４は、Ａ領域（内側上領域）、Ｂ領域（内側下領域）、Ｃ領域（外側上領域）、Ｄ領域（外側下領域）、及びＥ領域（中心領域）を決定してもよい。乳頭を中心にレーザー光で表示されているＸ線照射端を繋ぐように、判定部１０４は、円弧、楕円弧、又はトレイ２５の内側形状を用いてＸ線照射端（撮影領域）を推定する。

また、図７Ｅ（ａ）に示すように、ＣＢＣＴ用Ｘ線管球３１の近傍に観察カメラ５１が設置され、投影光学系（投影部）５０が省かれてもよい。観察カメラ５１の画像を処理することにより、ブラインドエリアが好適に管理される。観察カメラ５１は、可視光カメラであり、画像処理によりＸ線照射端（撮影領域）５００と乳頭５０１を検出する。検出されたＸ線照射端５００と乳頭５０１の位置は、指示表示部５２に表示される。

図７Ｅ（ａ）の観察カメラ５１は、レーザー（可視光など）によるマーキングではなく、照明光による陰影に基づいて、Ｘ線照射端５００を検出する。Ｘ線照射端５００と乳頭５０１の位置から分割領域を決定し、乳房の挿入状態が判定される。照明光による陰影に基づいてＸ線照射端５００を検出することで、投影光学系（投影部）５０が不要となり、簡易な装置でブラインドエリアの好適な管理を実現することができる。

この場合も、欠損する分割領域の外縁を推定することにより、判定部１０４は、Ａ領域（内側上領域）、Ｂ領域（内側下領域）、Ｃ領域（外側上領域）、Ｄ領域（外側下領域）、及びＥ領域（中心領域）を決定してもよい。

また、図７Ｅ（ｂ）に示すように、ＣＢＣＴ用Ｘ線管球３１の近傍に投影光学系（投影部）５０が設置され、観察カメラ５１が省かれてもよい。投影光学系（投影部）５０は、挿入乳房にレーザー（可視光など）を投光（投影）し、乳房表面に撮影領域５００をマーキングする。レーザー（可視光など）によるマーキングに基づいて、撮影領域（又は、ブラインドエリア）の管理は技師により行われる。投影光学系（投影部）５０によりＸ線照射端（撮影領域）５００を明確にすることで、簡易な装置でブラインドエリアの好適な管理を実現することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態の放射線撮影システム（医用画像撮影システム）１００では、判定部１０４が、挿入部から医用画像の撮影領域に挿入されている挿入乳房の長さ、面積、体積、形状、及び圧力の少なくとも１つに基づいて、乳房の挿入状態を判定する。一方、第２の実施形態の放射線撮影システム（医用画像撮影システム）１００では、判定部１０４が、撮影領域に挿入されていない非挿入乳房の長さ、面積、体積、形状、及び圧力の少なくとも１つに基づいて、乳房の挿入状態を判定する。なお、上記の実施形態と同様の構成、機能、及び動作についての説明は省略し、主に本実施形態との差異について説明する。

図８は、第２の実施形態に係る放射線撮影システムの一例を示した図である。図８に示すように、板部２３に２つの観察カメラ５１が設けられている。観察カメラ５１は、図４の測定部３５として機能する。観察カメラ５１の画像を処理し比較することにより、ブラインドエリアが好適に管理される。ここで、ブラインドエリアの好適な管理とは、単純化すると乳房のＣ領域（外側上領域）及びＤ領域（外側下領域）のブラインドエリアをＡ領域（内側上領域）及びＢ領域（内側下領域）のブラインドエリアより小さくすることである。

図８では、乳房の内側及び外側に観察カメラ５１が設けられているが、様々な方向から撮影する複数の観察カメラ５１を設けることにより、挿入状態の判定精度が向上する。観察カメラ５１は、可視光カメラであり、被検者Ｐの胸壁（胸部）から挿入孔（挿入部）２４までの距離を測定する。判定部１０４は、非挿入乳房の内側領域（Ａ領域及びＢ領域）の胸壁（胸部）から挿入孔（挿入部）２４までの距離Ｌａｂと非挿入乳房の外側領域（Ｃ領域及びＤ領域）の胸壁（胸部）から挿入孔（挿入部）２４までの距離Ｌｃｄを比較する。

Ｌｃｄ−Ｌａｂ≧δ ・・・・・（６）

判定部１０４は、式（６）を満たすか否かを判定する。式（６）を満たせば、判定部１０４は、乳房の挿入状態が適切であると判定し、ブラインドエリアの適切な管理（最適化）が行われていると判定する。ここで、δは任意の閾値である。閾値δは、右乳房と左乳房とで異なってもよい。このように、判定部１０４は、胸壁（胸部）から挿入孔（挿入部）までの距離を非挿入乳房の長さとして、乳房の挿入状態を判定する。

内側及び外側の距離Ｌａｂ，Ｌｃｄ及び判定結果などは、指示表示部（通知部）５２に表示される。また、乳房の挿入状態が不適切であると判定部１０４が判定した場合に、指示表示部（通知部）５２は、警告、挿入状態、挿入状態の修正方法の少なくとも１つを通知する。通知は、視覚表示又は音声表示により行われる。

また、挿入状態が適切であると判定されたことを条件に、放射線撮影システム（医用画像撮影システム）１００が撮影を開始できるように構成されてもよい。

本実施形態によれば、非挿入乳房から乳房の挿入状態が判定され、ブラインドエリアを適切に管理することができる。

なお、観察カメラ５１の代わりに、近接センサーが用いられてもよい。近接センサーは、図４の測定部３５として機能する。図９Ａに示すように、板部２３に２つの近接センサー６１が設けられている。指向性の強い近接センサー６１が用いられる。

図９Ａでは、乳房の内側及び外側に近接センサー６１が設けられているが、様々な方向から距離を測定する複数の近接センサー６１を設けることにより、挿入状態の判定精度が向上する。近接センサー６１は、被検者Ｐの胸壁（胸部）から挿入孔（挿入部）２４までの距離を測定する。判定部１０４は、非挿入乳房の内側領域（Ａ領域及びＢ領域）の胸壁（胸部）から挿入孔（挿入部）２４までの距離Ｌａｂと非挿入乳房の外側領域（Ｃ領域及びＤ領域）の胸壁（胸部）から挿入孔（挿入部）２４までの距離Ｌｃｄを比較する。

判定部１０４は、式（６）を満たすか否かを判定する。式（６）を満たせば、判定部１０４は、乳房の挿入状態が適切であると判定し、ブラインドエリアの適切な管理（最適化）が行われていると判定する。このように、判定部１０４は、胸壁（胸部）から挿入孔（挿入部）までの距離を非挿入乳房の長さとして、乳房の挿入状態を判定する。

また、観察カメラ５１の代わりに、接触センサー（圧力センサー）が用いられてもよい。接触センサーは、図４の測定部３５として機能する。図９Ｂに示すように、板部２３に２つの接触センサー６２が設けられている。

図９Ｂでは、乳房の内側及び外側に接触センサー６２が設けられているが、様々な方向から圧力を測定する複数の接触センサー６２を設けることにより、挿入状態の判定精度が向上する。接触センサー６２は、被検者Ｐの胸壁（胸部）又は乳房から板部２３に加えられる圧力を測定する。判定部１０４は、非挿入乳房の内側領域（Ａ領域及びＢ領域）の胸壁（胸部）から板部２３に加えられる圧力Ｐａｂと非挿入乳房の外側領域（Ｃ領域及びＤ領域）の胸壁（胸部）から板部２３に加えられる圧力Ｐｃｄを比較する。

Ｐｃｄ−Ｐａｂ≧ε ・・・・・（７）

判定部１０４は、式（７）を満たすか否かを判定する。式（７）を満たせば、判定部１０４は、乳房の挿入状態が適切であると判定し、ブラインドエリアの適切な管理（最適化）が行われていると判定する。ここで、εは任意の閾値である。閾値εは、右乳房と左乳房とで異なってもよい。このように、判定部１０４は、非挿入乳房の内側領域及び外側領域の胸壁（胸部）から板部２３に加えられる圧力を非挿入乳房の圧力として、乳房の挿入状態を判定する。

また、接触センサー（圧力センサー）６２は、挿入孔（挿入部）２４から医用画像の撮影領域に挿入されている乳房から加えられる圧力を検出してもよい。この場合、判定部１０４は、接触センサー（圧力センサー）６２で検出された圧力に基づいて、乳房の挿入状態を判定する。

内側及び外側の圧力Ｐａｂ，Ｐｃｄ及び判定結果などは、指示表示部（通知部）５２に表示される。また、乳房の挿入状態が不適切であると判定部１０４が判定した場合に、指示表示部（通知部）５２は、警告、挿入状態、挿入状態の修正方法の少なくとも１つを通知する。通知は、視覚表示又は音声表示により行われる。

以上、本発明にかかる実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

上記の実施形態では、放射線撮影装置として乳房撮影用Ｘ線ＣＴ装置について説明したが、その他の医用画像撮影装置（乳房撮影装置）でも、本発明は実施可能である。例えば、乳房専用の光超音波撮影装置、乳房専用の超音波撮影装置、及び乳房専用のＰＥＴ装置などに、本発明が実施可能である。これらの医用画像撮影装置の共通点は、体幹からの突出部（例えば、乳房）を撮影する際に、体幹が撮影部外装と干渉することである。干渉する状態の下で、撮像化する乳房の挿入状態を最適化することができる。

また、図１０に示すように、挿入乳房又は非挿入乳房の体積に基づいて、乳房の挿入状態を判定する場合、複数の観察カメラ５１，５６が用いられる。観察カメラ５１，５６は、図４の測定部３５として機能する。複数の観察カメラ５１，５６から距離画像を作成することにより、体積が算出される。距離画像を作成する場合、画像の対応点が必要になる。乳頭は画像上で認識し易いので対応点になる。その他の対応点は、乳房上に貼られたカラ―ステッカー（マーカー）６３を用いることができる。

複数の異なる色のカラ―ステッカー６３が、観察カメラ５１，５６から撮像できる位置の乳房上に貼付される。各観察カメラ５１，５６のアングルは、板部２３を基準として既知であるので、乳頭やカラ―ステッカー６３などの対応点を決めて、乳房の立体形状を計算することができる。対応点が少ない場合には、対応点間を先見情報で補間してもよい。簡易な方法としてスプラインで補間してもよい。対応点には乳頭も含まれるので、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、及びＤ領域の体積を計算することができる。

乳頭位置、垂直線、及び水平線により、Ａ領域（内側上領域）、Ｂ領域（内側下領域）、Ｃ領域（外側上領域）、Ｄ領域（外側下領域）、及びＥ領域（中心領域）が決定される。Ａ領域（内側上領域）、Ｂ領域（内側下領域）、Ｃ領域（外側上領域）、及びＤ領域（外側下領域）に分割領域が設定され、それぞれの体積Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄが測定部３５により測定される。

（Ｖｃ＋Ｖｄ）−（Ｖａ＋Ｖｂ）≧α ・・・・・（８）

判定部１０４は、式（８）を満たすか否かを判定する。式（８）を満たせば、判定部１０４は、乳房の挿入状態が適切であると判定し、ブラインドエリアの適切な管理（最適化）が行われていると判定する。ここで、αは任意の閾値である。閾値αは、右乳房と左乳房とで異なってもよい。このように、判定部１０４は、複数の分割領域の長さ、面積、及び体積の少なくとも１つの和及び差を所定の閾値αと比較することにより、挿入状態を判定する。

本発明は、上記の実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、システム又は装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出すことにより実行されてもよい。また、本発明は、システム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能であり、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

２１ ガントリ
２３ 板部
２４ 挿入孔（挿入部）
３１，３３ 放射線発生部
３２，３４ 放射線検出部
３５ 測定部
３６ 回転フレーム（回転部）
５０ 投影光学系
５１ 観察カメラ
５２ 指示表示部
６１ 近接センサー
６２ 接触センサー（圧力センサー）
１００ 医用画像撮影システム
１０２ 画像処理部
１０３ 撮影部
１０４ 判定部

Claims (20)

1. 乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置であって、
   挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されている乳房の形態に基づいて、前記乳房の挿入状態を判定する判定手段
   を備えることを特徴とする医用画像撮影装置。
2. 前記乳房の形態は、前記挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されている前記乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の医用画像撮影装置。
3. 乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置であって、
   挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されていない非挿入乳房の形態に基づいて、前記乳房の挿入状態を判定する判定手段を備えることを特徴とする医用画像撮影装置。
4. 前記非挿入乳房の形態は、挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されている前記非挿入乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つであることを特徴とする請求項３に記載の医用画像撮影装置。
5. 前記判定手段は、前記撮影領域を複数に分割した分割領域における前記乳房の長さ、面積、体積、及び形状の少なくとも１つに基づいて、前記挿入状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の医用画像撮影装置。
6. 前記分割領域は、乳頭を中心に、中心領域、外側上領域、内側上領域、外側下領域、及び内側下領域の少なくとも２つに設定されることを特徴とする請求項５に記載の医用画像撮影装置。
7. 前記判定手段は、複数の前記分割領域の長さ、面積、及び体積の少なくとも１つの和、差、及び比率の少なくとも１つを所定の閾値と比較することにより、前記挿入状態を判定することを特徴とする請求項５又は６に記載の医用画像撮影装置。
8. 前記閾値は、右乳房と左乳房とで異なることを特徴とする請求項７に記載の医用画像撮影装置。
9. 前記判定手段は、前記分割領域における病変発生割合に関する重み係数に基づいて、前記挿入状態を判定することを特徴とする請求項５乃至８の何れか１項に記載の医用画像撮影装置。
10. 前記判定手段は、乳頭から前記分割領域の外縁までの線の長さ又は角度に基づいて、前記挿入状態を判定することを特徴とする請求項５乃至９の何れか１項に記載の医用画像撮影装置。
11. 前記判定手段は、胸部から前記挿入部までの距離を前記非挿入乳房の長さとして、前記乳房の挿入状態を判定することを特徴とする請求項４に記載の医用画像撮影装置。
12. 前記乳房の前記挿入状態が不適切であると前記判定手段が判定した場合に、警告、前記挿入状態、前記挿入状態の修正方法の少なくとも１つを通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の医用画像撮影装置。
13. 前記乳房の長さ、面積、体積、形状、及び圧力の少なくとも１つを測定する測定手段を備えることを特徴とする請求項２又は４に記載の医用画像撮影装置。
14. 前記測定手段は、可視光、赤外光、及び近赤外光の少なくとも１つを撮影するカメラを備えることを特徴とする請求項１３に記載の医用画像撮影装置。
15. 乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置であって、
    挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されている乳房から加えられる圧力を検出する圧力センサーと、
    前記圧力センサーで検出された圧力に基づいて、前記乳房の挿入状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする医用画像撮影装置。
16. 前記撮影領域を前記挿入乳房に投影する投影手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の医用画像撮影装置。
17. 乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置の挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されている乳房の形態を検出するステップと、前記乳房の挿入状態を判定するステップを含む挿入状態判定方法。
18. 乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置の挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されていない非挿入乳房の形態を検出するステップと、前記乳房の挿入状態を判定するステップを含む挿入状態判定方法。
19. 乳房の医用画像を撮影する医用画像撮影装置の挿入部から前記医用画像の撮影領域に挿入されている乳房から加えられる圧力を検出するステップと、
    該検出された圧力に基づいて前記乳房の挿入状態を判定するステップを含む挿入状態判定方法。
20. コンピュータを請求項１乃至１６の何れか１項に記載の放射線撮影装置の各手段として機能させるためのプログラム。