JP2019047999A - 乳房撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検者の乳房を乳房収容部に密接させずに、乳房を押し延ばした状態でＸ線撮影が可能な乳房撮影装置を提供する。【解決手段】 乳房収容部と６、Ｘ線照射部４ａと、Ｘ線検出部５と、少なくとも１つのガス噴射口７と、を備えることを特徴とする乳房撮影装置１であって、乳房収容部６は、被検者の乳房１００を収容する。Ｘ線照射部４ａは、乳房収容部６に収容された乳房１００に向かってＸ線を照射する。Ｘ線検出部５は、乳房収容部６に対してＸ線照射部４ａが配置された側とは反対側に配置され、乳房１００を透過したＸ線を検出する。ガス噴射口７は、乳房収容部６の内側壁面に設けられている。乳房撮影装置が備えるガス噴射口７によって、乳房収容部６に収容された乳房１００に対して、乳房収容部６への乳房１００の挿入方向と直交する方向からガスを噴射する。【選択図】 図２

Description

本発明は、Ｘ線を用いて被検者の乳房を撮影する乳房撮影装置に関する。

従来、乳房撮影装置を用いて被検者の乳房を撮影する際には、乳房を圧迫板で挟んで押し延ばした状態を維持しつつ撮影を行っていた。特許文献１には、圧迫板によって圧迫された乳房のＸ線画像を撮影する乳房Ｘ線撮影装置が提案されている。

特開２００９−１３６３９０号公報 特開２０１５−１１２３３７号公報

しかしながら、特許文献１の提案では、乳房を圧迫する際に被検者が痛みを感じることが多かった。そこで、近年では、被検者が痛みを感じないように乳房を延ばす方法が採用されている。ここで、特許文献２には、乳房を保持する乳房保持部の内圧を負圧に制御することによって乳房を乳房保持部に引き込んで密着させる空圧制御部を備えた乳房Ｘ線撮影装置が提案されている。

しかしながら、特許文献２に提案される乳房Ｘ線撮影装置を用いて乳房を撮影する場合、負圧によって引き込まれた乳房は乳房保持部に密接するため、被検者によっては、乳房が乳房保持部に密接することに対して嫌悪感を示すことがある。

そこで、本発明は、被検者の乳房を乳房収容部に密接させずに、乳房を押し延ばした状態でＸ線撮影が可能な乳房撮影装置を提供することを目的とする。

（１）上述の課題を解決する乳房撮影装置の第１の構成は、乳房収容部と、Ｘ線照射部と、Ｘ線検出部と、少なくとも１つのガス噴射口と、を備えることを特徴とする。乳房収容部は、被検者の乳房を収容する。Ｘ線照射部は、前記乳房収容部に収容された乳房に向かってＸ線を照射する。Ｘ線検出部は、前記乳房収容部に対して前記Ｘ線照射部が配置された側とは反対側に配置され、乳房を透過したＸ線を検出する。ガス噴射口は、前記乳房収容部の内側壁面に設けられている。乳房撮影装置が備えるガス噴射口によって、前記乳房収容部に収容された乳房に対して、前記乳房収容部への乳房の挿入方向と直交する複数の方向からガスが噴射される。

（２）上述した第１の構成において、複数の前記ガス噴射口のうち、少なくとも一対の前記ガス噴射口は、前記乳房収容部において互いに対向する位置に設けられている。

（３）上述した第１の構成において、複数の前記ガス噴射口は、前記内側壁面の周方向において、等間隔に設けられている。

（４）上述した第１の構成において、前記ガス噴射口は、前記内側壁面の周方向に延びて前記内側壁面の全周に設けられている。

本発明によれば、乳房に対して、乳房の挿入方向と直交する複数の方向からガスを噴射することにより、乳房の挿入方向に乳房を押し延ばすことができ、この状態でＸ線撮影を行うことができる。また、ガス噴射口から噴射されたガスは、乳房収容部の内側壁面から離れる方向に乳房を押すため、乳房が乳房収容部に密接することもない。

第１実施形態に係る乳房撮影装置の斜視図である。 図１に示す乳房撮影装置の概略縦断面図であって、乳房撮影装置の使用状態を示す図である。 図１に示す乳房撮影装置において、乳房収容部及びガス噴射口を乳房挿入方向に見た場合における拡大図である。 乳房撮影装置の機能構成を示すブロック図である。 図２に示す一点鎖線で囲まれた領域Ａにおけるガス噴射口及び乳房の拡大図である。 第１実施形態に係る乳房撮影装置を用いた撮影の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る乳房撮影装置において、乳房収容部及びガス噴射口を乳房挿入方向に見た場合における拡大図である。 第３実施形態に係る乳房撮影装置において、乳房収容部及びガス噴射口を乳房挿入方向に見た場合における拡大図である。 第４実施形態に係る乳房撮影装置における乳房収容部及びガス噴射口の斜視図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る乳房撮影装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る乳房撮影装置の斜視図である。図２は、図１に示す乳房撮影装置の概略縦断面図であって、乳房撮影装置の使用状態を示す図である。図３は、図１に示す乳房撮影装置において、乳房収容部及びガス噴射口を乳房挿入方向に見た場合における拡大図である。図１及び図２に示す白抜き矢印は、乳房挿入方向を示したものであり、以降の図においても同様とする。図１乃至図３を参照して、乳房撮影装置１は、ガントリ２及びガントリ支持部３を備える。ガントリ２は乳房挿入方向に延びる軸の周りに回転可能であり、ガントリ支持部３はガントリ２を回転可能に支持する。

ガントリ２の内部には、Ｘ線発生部４、Ｘ線検出部５、乳房収容部６、及びガス噴射口７が設けられている。Ｘ線発生部４は、発生したＸ線を照射するＸ線照射部４ａを備える。Ｘ線発生部４及びＸ線検出部５は、互いに対向した状態を維持しながら、乳房収容部６の周りを回転する。Ｘ線発生部４及びＸ線検出部５を回転させながら、乳房１００にＸ線を照射することで、乳房の撮影を行う。言い換えると、Ｘ線発生部４で発生したＸ線が、Ｘ線照射部４ａから照射され、乳房１００を透過した後、Ｘ線発生部４に対向するＸ線検出部５に到達して受光される。その後、Ｘ線検出部５が、受けた光を光電変換及びＡ／Ｄ変換することで、乳房１００の画像データが得られる。

乳房収容部６は、乳房挿入方向に延びる円筒形状であって、Ｘ線発生部４とＸ線検出部５とに挟まれた位置に設けられている。乳房収容部６は、乳房を挿入する乳房挿入口１１を備える。乳房収容部６の内側壁面における乳房挿入口１１側の縁部に、一対のガス噴射口７（７ａ及び７ｂ）が、乳房挿入方向視における乳房収容部６の径方向（「乳房挿入方向と直交する方向」に相当する）において互いに対向して設けられている。ここで、「乳房収容部６の内側壁面」とは、乳房が挿入される空間に面する壁面のことである。本実施形態では、乳房収容部６の乳房挿入口１１側の縁部にガス噴射口７を設けているが、この縁部から乳房挿入方向に離れた位置にガス噴射口７が設けられていてもよく、以降の実施形態においても同様である。

被検者１０の乳房１００が乳房挿入口１１を介して乳房収容部６に挿入された後、ガス噴射口７からガスを噴射することで、乳房１００が乳房収容部６の内部で乳房挿入方向に押し延ばされる。ガスとしては、例えば、空気を用いることができる。乳房１００を押し延ばす原理については後述する。乳房収容部６は、Ｘ線照射部４ａから照射されたＸ線を遮蔽しないよう、Ｘ線を透過する材料によって構成されている。

図１乃至図４を参照して、第１実施形態に係る乳房撮影装置１の機能構成を説明する。図４は、乳房撮影装置１の機能構成を示すブロック図である。第１制御部２０は、Ｘ線発生部４、Ｘ線検出部５、及び回転駆動部８を制御する。回転駆動部８は、ガントリ２を回転させる。Ｘ線発生部４及びＸ線検出部５は、ガントリ２に固定されているため、第１制御部２０が回転駆動部８を制御してガントリ２を回転させることで、Ｘ線発生部４とＸ線検出部５とを常に対向させたまま回転させることができる。なお、本実施形態では、ガントリ２を回転させることにより、Ｘ線発生部４及びＸ線検出部５をガントリ２の回転軸周りに移動させているが、Ｘ線発生部４及びＸ線検出部５を移動させずに、所定の位置に固定しておくこともできる。

一方、第１制御部２０がＸ線発生部４を制御してＸ線を発生させることで、Ｘ線照射部４ａからＸ線が照射される。このＸ線は乳房収容部６内で押し延ばされた乳房１００を透過し、Ｘ線発生部４と対向しているＸ線検出部５に到達して受光される。さらに、第１制御部２０はＸ線検出部５を制御することで、Ｘ線検出部５が受けた光を光電変換及びＡ／Ｄ変換するとともに、この変換により得られた乳房１００の画像データを画像表示装置４０に出力する。

画像表示装置４０は、画像処理部４１、画像保存部４２、表示制御部４３、及び画像表示部４４を備える。画像処理部４１は、Ｘ線検出部５から出力された乳房１００の画像データについて、オフセット補正やゲイン補正等の再構成を行うために必要な前処理を行い、その後再構成を行う。再構成に使うアルゴリズムは特に限定されず、フィルタードバックプロジェクション法などの解析的再構成、逆行列や逐次的な方法を用いる代数的な再構成など一般的な方法を用いてよい。

画像保存部４２は、画像処理部４１で処理された再構成後の画像データを保存する。また、必要に応じて再構成前の画像データや補正前の画像データなどを保存する。画像保存部４２には、各種補正に必要なオフセット画像やゲイン画像が保存されており、画像処理部４１で補正を行う際に画像データが呼び出される。表示制御部４３は、画像保存部４２に保存された画像データに基づいて、乳房１００の断面画像等、画像表示部４４に表示させる画像データを作成する。

第２制御部３０は、ガスポンプ９から供給されるガス量を制御することで、一対のガス噴射口７から噴射されるガス量を調節する。具体的には、一対のガス噴射口７のそれぞれにガスポンプ９が接続されており、第２制御部３０は、乳房１００に対して上方からガスを噴射するように設けられているガス噴射口７ａから噴射されるガス量と、乳房１００に対して下方からガスを噴射するように設けられているガス噴射口７ｂから噴射されるガス量と、が一致するように、ガスポンプ９を制御する。ただし、これに限られず、第２制御部３０は、ガス噴射口７ｂから噴射されるガス量がガス噴射口７ａから噴射されるガス量より多くなるように、ガスポンプ９を制御してよい。これにより、乳房１００の自重に抗して乳房１００を上方に押し上げることができる。

一方、１つのガスポンプ９を一対のガス噴射口７に接続した場合には、ガスポンプ９から各ガス噴射口７までの流路を同一の構造にすることにより、ガス噴射口７ａ及び７ｂから噴射されるガス量を互いに一致させることができる。また、ガスポンプ９から各ガス噴射口７までの流路を互いに異なる構造にすることにより、ガス噴射口７ｂから噴射されるガス量をガス噴射口７ａから噴射されるガス量より多くできる。

ここで、図３乃至図５を参照して、乳房１００を乳房収容部６内で押し延ばす原理について詳細に説明する。図５は、図２に示す一点鎖線で囲まれた領域Ａにおけるガス噴射口７及び乳房１００の拡大図である。図５に示す矢印は、ガス噴射口７を通じて噴射されるガスの流れを模式的に示したものである。

第２制御部３０によって制御されたガスポンプ９から供給されたガスが、ガス噴射口７から、乳房挿入方向に直交する方向に向かって乳房１００に噴射される。噴射されたガスにより、乳房１００においてガスが直接当たった部分（例えば、乳房１００の根元部分）が押し込まれ、この部分の周辺（以下、周辺乳房部と称す）が、乳房挿入方向に向かって押し出される。噴射されたガスは乳房１００の輪郭に沿って流れるため、乳房１００と乳房収容部６の内側壁面との間には気流が発生する。ガス噴射口７から乳房１００に連続的にガスが噴射されることで、乳房１００の全体が乳房収容部６内で押し延ばされ続ける。

少なくとも乳房１００を撮影する間、ガス噴射口７から乳房１００にガスを噴射し続けることにより、乳房１００が乳房収容部６に密接しない状態を維持したまま、乳房の撮影を行うことができる。

図２及び図６を参照して、乳房撮影装置１を用いた撮影の流れについて詳細に説明する。図６は、第１実施形態に係る乳房撮影装置１を用いた撮影の手順を示すフローチャートである。説明は、図６に示すステップごとに行う。

（乳房１００の挿入・位置決め）
乳房１００の撮影を行う準備として、乳房撮影装置１に乳房１００を挿入して位置決めを行う（Ｓ１）。具体的には、被検者１０が、乳房挿入口１１を介して、乳房収容部６に乳房１００を挿入する。その後、撮影技師（不図示）等が、乳房挿入方向視において乳房１００が乳房収容部６の中央に配置されるように、乳房１００の位置決めを行う。

（乳房１００の押し延ばし）
位置決めされた乳房１００を乳房収容部６内で押し延ばすことで、乳房１００を撮影可能な状態とする（Ｓ２）。具体的には、上述の通り、第２制御部３０がガスポンプ９から供給されるガス量を制御することで、ガスがガス噴射口７から乳房１００に噴射される。その後、乳房１００の輪郭に沿って流れるガスによって、乳房１００を乳房収容部６内で乳房挿入方向に押し延ばす。
なお、この第２制御部３０によるガスポンプ９の制御は、乳房１００の撮影時（Ｓ３）においても継続して行われる。

（乳房１００の撮影）
第１制御部２０がＸ線発生部４、Ｘ線検出部５、及び回転駆動部８の制御を行うことで、乳房収容部６内で押し延ばされている乳房１００の撮影を行う（Ｓ３）。この制御により、Ｘ線発生部４とＸ線検出部５とが互いに対向したまま回転し、Ｘ線発生部４のＸ線照射部４ａからＸ線が照射される。このＸ線は乳房１００を透過し、Ｘ線検出部５に到達して受光される。Ｘ線検出部５は、受けた光を光電変換及びＡ／Ｄ変換するとともに、この変換により得られた乳房１００の画像データを画像表示装置４０（画像処理部４１）に出力する。画像処理部４１では、Ｘ線検出部５から得られた乳房１００の画像データについて、前処理及び再構成を行う。

（乳房１００の取出）
撮影終了後、被検者１０の乳房１００を乳房収容部６から取り出す（Ｓ４）。具体的には、第２制御部３０が、ガスポンプ９からのガスの供給を停止するように制御することで、乳房１００を乳房収容部６内で押し延ばす方向の気流が失われるため、乳房１００を乳房収容部６から取り出すことが可能となる。なお、ガス噴射口７からガスが噴射されているときに、乳房１００を乳房収容部６から取り出してもよい。

以上のように、本実施形態に係る乳房撮影装置１によれば、一対のガス噴射口７を、乳房挿入方向に直交する方向において互いに対向させて、乳房収容部６の内側壁面に設けることで、乳房１００を挟んで対称な位置からガスを噴射することが可能となる。ガス噴射口７から乳房挿入方向に直交する方向にガスを噴射することにより、乳房１００が乳房挿入方向以外の方向に押し延ばされることを抑制しつつ、乳房１００を乳房挿入方向に押し延ばすことができる。そして、乳房１００と乳房収容部６の内側壁面との間に気流を発生させることにより、乳房１００が乳房収容部６に密接しない状態で乳房１００の撮影を行うことが可能となる。

（第２実施形態）
以下、図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図７は、第２実施形態における乳房撮影装置１において、乳房収容部６及びガス噴射口７を乳房挿入方向に見た場合における拡大図であり、図３に対応する図である。なお、第１実施形態と機能が共通している要素には同一符号を付しており、以降の実施形態においても同様とする。本実施形態においては、３つのガス噴射口７が、乳房収容部６の内側壁面における乳房挿入口１１側の縁部であって、乳房挿入方向視における乳房収容部６の周長を３等分する位置（すなわち、等間隔の位置）にそれぞれ設けられている。３つのガス噴射口７のそれぞれにガスポンプ９が接続されている。ここで、「等間隔」とは、乳房収容部６の周方向において隣り合う２つのガス噴射口７の間隔が、すべてのガス噴射口７について一致することのみならず、多少の差があることを許容するものである。

第２実施形態における乳房撮影装置１を用いて乳房１００の撮影を行う場合においては、第２制御部３０がガスポンプ９から供給されるガス量を制御することで、ガス噴射口７ｃ、７ｄ及び７ｅから噴射される各ガス量を制御する。具体的には、第２制御部３０は、乳房１００に対して上方からガスを噴射するように設けられているガス噴射口７ｃから噴射されるガス量と、乳房１００に対して下方からガスを噴射するように設けられているガス噴射口７ｄ及び７ｅから噴射される各ガス量と、が一致するように、ガスポンプ９を制御する。ただし、これに限られず、第２制御部３０は、ガス噴射口７ｄ及び７ｅから噴射される各ガス量がガス噴射口７ｃから噴射されるガス量より多くなるように、ガスポンプ９を制御してよい。これにより、乳房１００の自重に抗して乳房１００を上方に押し上げることができる。

なお、１つのガスポンプ９を３つのガス噴射口７に接続した場合には、ガスポンプ９から各ガス噴射口７までの流路を同一の構造にすることにより、ガス噴射口７ｃ、７ｄ及び７ｅから噴射されるガス量を互いに一致させることができる。また、ガスポンプ９から各ガス噴射口７までの流路を互いに異なる構造にすることにより、ガス噴射口７ｄ及び７ｅから噴射される各ガス量を、ガス噴射口７ｃから噴射されるガス量より多くできる。

（第３実施形態）
以下、図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図８は、第３実施形態における乳房撮影装置１において、乳房収容部６及びガス噴射口７を乳房挿入方向に見た場合における拡大図であり、図３に対応する図である。本実施形態においては、複数のガス噴射口７が、乳房収容部６の内側壁面における乳房挿入口１１側の縁部であって、乳房挿入方向視における乳房収容部６の周長を等分割する位置（すなわち、等間隔の位置）にそれぞれ設けられている。ここで、「等間隔」の定義については上述したため、説明を繰り返さない。

第３実施形態における乳房撮影装置１を用いて乳房１００の撮影を行う場合においては、第２制御部３０がガスポンプ９から供給されるガス量を制御することで、複数のガス噴射口７（７ｆ及び７ｇ）から噴射される各ガス量を制御する。また、複数のガス噴射口７は１つのガスポンプ９に接続されており、複数のガス噴出口７からは、同一ガス量のガスが噴射される。

一方、ガス噴射口７の位置に応じて、ガス噴射口７から噴射されるガス量を異ならせることができる。例えば、乳房挿入口１１の中心Ｃを通る水平線Ｌより下方に位置する各ガス噴射口７ｇから噴射されるガス量を、水平線Ｌより下方に位置しない他の各ガス噴射口７ｆから噴射されるガス量より多くできる。この場合には、複数のガス噴射口７ｆと複数のガス噴射口７ｇとを別々のガスポンプ９に接続し、各ガスポンプ９から供給されるガス量を制御することにより、各ガス噴射口７ｇから噴射されるガス量を、各ガス噴射口７ｆから噴射されるガス量より多くできる。これにより、乳房１００の自重に抗して乳房１００を上方に押し上げることができる。

本実施形態に係る乳房撮影装置１によれば、乳房１００の全周に設けられたガス噴射口７からガスを噴射できるため、乳房１００の全周にガスを当てることができ、乳房１００を乳房挿入方向に押し延ばしやすくなる。

（第４実施形態）
以下、図９を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、第４実施形態における乳房撮影装置１における乳房収容部６及びガス噴射口７の斜視図である。本実施形態においては、乳房収容部６の内側壁面の周方向に延びて内側壁面の全周に形成された１つのガス噴射口７が、乳房収容部６の内側壁面における乳房挿入口１１側の縁部に設けられている。

第４実施形態における乳房撮影装置１を用いて乳房１００の撮影を行う場合においては、第２制御部３０がガスポンプ９から供給されるガス量を制御することで、ガス噴射口７から噴射されるガス量が制御される。ガス噴射口７は、ガスポンプ９に接続されており、ガスポンプ９から供給されたガスは、乳房収容部６の周方向に沿って移動してガス噴射口７から噴射される。ガス噴射口７から噴射されたガスは、乳房収容部６の径方向内側に向かう。

本実施形態では、１つのガス噴射口７からガスを噴射しているが、これに限るものではない。具体的には、本実施形態で説明したガス噴射口７に複数の仕切りを設けることにより、複数のガス噴射口７に分割することができる。例えば、第３実施形態と同様に、乳房挿入口１１の中心Ｃを通る水平線Ｌより下方に位置するガス噴射口７と、水平線Ｌより下方に位置しないガス噴射口７とに分割することができる。この場合には、分割された複数のガス噴射口７のそれぞれをガスポンプ９に接続して、各ガスポンプ９から各ガス噴射口７にガスを供給することができる。また、水平線Ｌより下方に位置するガス噴射口７から噴射されるガス量を、水平線Ｌより下方に位置しないガス噴射口７から噴射されるガス量より多くできる。これにより、乳房１００の自重に抗して乳房１００を上方に押し上げることができる。

本実施形態に係る乳房撮影装置１によれば、乳房１００の全周に設けられたガス噴射口７からガスを噴射できるため、乳房１００の全周にガスを当てることができ、乳房１００を乳房挿入方向に押し延ばしやすくなる。

（変形例１）
第１実施形態において、ガス噴射口７を対向させる方向は乳房撮影装置１の高さ方向（鉛直方向）に対応しているが、これに限られず、一対のガス噴射口７を、乳房挿入方向に直交する方向において互いに対向させて、乳房収容部６の内側壁面における乳房挿入口１１側の縁部に設けていればよく、例えば乳房撮影装置１の幅方向（水平方向）において対向して設けてもよい。また、第１実施形態において、対向して設けられているガス噴射口７は一対であるが、これに限られず、二対以上であってよく、例えば、乳房撮影装置１の高さ方向（鉛直方向）と乳房撮影装置１の幅方向（水平方向）とにおいて一対ずつ対向して設けられてよい。

（変形例２）
第１乃至第４実施形態において、乳房収容部６は円筒形状を有するが、これに限られず、乳房１００を収容できる形状であればよく、例えば、乳房挿入口１１から乳房挿入方向に離れるにつれて径が小さくなる円錐形状等であってよい。

（変形例３）
第１乃至第４実施形態において、乳房撮影装置１はさらに、回転角検出部（不図示）を備えてよい。この場合には、第１制御部２０が回転角検出部を制御することで、回転角検出部がガントリ２の回転角を検出するとともに、得られた回転角データを画像表示装置４０（画像処理部４１）に出力する。これにより、画像処理部４１において、Ｘ線検出部５から得られた乳房１００の画像データと、回転角検出部から得られた回転角データと、に基づいて、乳房１００の立体画像の再構成を行うことができる。

１：乳房撮影装置、４ａ：Ｘ線照射部、５：Ｘ線検出部、６：乳房収容部、７：ガス噴出口、１００：乳房

Claims (4)

1. 被検者の乳房を収容する乳房収容部と、
   前記乳房収容部に収容された乳房に向かってＸ線を照射するＸ線照射部と、
   前記乳房収容部に対して前記Ｘ線照射部が配置された側とは反対側に配置され、乳房を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記乳房収容部の内側壁面に設けられた少なくとも１つのガス噴射口と、を備え、
   前記少なくとも１つのガス噴射口によって、前記乳房収容部に収容された乳房に対して、前記乳房収容部への乳房の挿入方向と直交する複数の方向からガスが噴射されることを特徴とする乳房撮影装置。
2. 複数の前記ガス噴射口のうち、少なくとも一対の前記ガス噴射口は、前記乳房収容部において互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乳房撮影装置。
3. 複数の前記ガス噴射口は、前記内側壁面の周方向において、等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乳房撮影装置。
4. 前記ガス噴射口は、前記内側壁面の周方向に延びて前記内側壁面の全周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乳房撮影装置。