JP6358573B2 - 乳房計測装置の作動方法及び乳房計測装置 - Google Patents

乳房計測装置の作動方法及び乳房計測装置 Download PDF

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Description

本発明は、乳房内部に存在する腫瘤の特性を計測する乳房計測方法、及び乳房計測装置に関するものである。
近年、乳がん検査での乳房計測などの非侵襲の生体計測において、近赤外光などの所定波長の光を用いた光計測法が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。このような光計測法では、被検者の計測対象領域に対して、光入射部を介して所定波長の計測光を入射させる。そして、計測対象領域の内部を伝搬して光出射部を介して外部へと出射される出射光を検出し、その検出結果から計測対象領域の内部情報を取得する。
光計測法では、計測対象領域の内部情報として、例えば、計測対象領域内でのヘモグロビン量（酸素化ヘモグロビン量ＨｂＯ２、脱酸素化ヘモグロビン量Ｈｂ、または総ヘモグロビン量ｔＨｂ）を取得することができる。例えば、非特許文献１には、近赤外分光計測によって、ヘモグロビン量を取得するとともに、取得されたヘモグロビン量から腫瘤の特性を評価することが記載されている。
特開２００１−２６４２４５号公報 特開２００５−０４９２３８号公報
A. Leproux et al.,"Assessing tumor contrast in radiographically dense breast tissue usingDiffuse Optical Spectroscopic Imaging (DOSI)", Breast Cancer ResearchVol.15 (2013) R89 J. S. Choi et al., "US-GuidedOptical Tomography: Correlation with Clinicopathologic Variables in BreastCancer", Ultrasound in Medicine and Biology Vol.39 (2013) pp.233-240
上記した光計測法を用いた乳房計測は、乳がん検査における腫瘤の特性の計測、評価等において有効な手法である。本願発明者は、このような乳房計測方法、及びその計測精度について詳細に検討した結果、乳房における脂肪や乳腺の層の奥に存在する、胸壁の筋肉などの光吸収部位の層によって計測光が吸収され、この光吸収の影響により、光計測法で取得されるヘモグロビン量の精度が低下する場合があることを見出した。
このように、胸壁の筋肉等の光吸収部位の影響でヘモグロビン量の計測精度が低下した場合、それによる腫瘤の特性の評価が正しく行われない可能性がある。また、光吸収部位による計測光の吸収の影響の大きさは、乳房の大きさ、計測対象領域の位置、計測角度等によって異なるため、光吸収部位の影響を一概に求めることは難しい。
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、胸壁の筋肉等の光吸収部位の影響にかかわらず、乳房内部に存在する腫瘤の特性の計測精度を向上することが可能な乳房計測方法、及び乳房計測装置を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明による乳房計測装置の作動方法は、計測対象の乳房内部に存在する腫瘤の特性を計測するとともに、腫瘤の特性評価値を算出する乳房計測装置の作動方法であって、（１）乳房内部で距離の計測対象として設定された光吸収部位について、腫瘤が内部に存在しない乳房の正常領域、または腫瘤が内部に存在する乳房の対象領域である計測領域に対して、皮膚からの光吸収部位までの距離を計測する所定の計測法と、光入射部を介して計測光を計測領域に入射させて光出射部を介して出射される出射光を検出して、計測領域でのヘモグロビン量を計測する光計測法とを用い、（２）複数の正常領域のそれぞれに対して、所定の計測法で光吸収部位までの距離を取得するとともに、光計測法で正常領域での正常ヘモグロビン量を取得して作成された、光吸収部位までの距離と正常ヘモグロビン量との正常相関データを取得する相関データ取得ステップと、（３）対象領域に対して、所定の計測法で光吸収部位までの距離を取得するとともに、光計測法で対象領域での対象ヘモグロビン量を取得する対象データ取得ステップと、（４）正常相関データ及び対象領域での光吸収部位までの距離から求められる正常ヘモグロビン量と、対象領域での対象ヘモグロビン量とに基づいて、対象領域に存在する腫瘤の特性評価値を算出する評価値算出ステップとを有することを特徴とする。
また、本発明による乳房計測装置は、計測対象の乳房内部に存在する腫瘤の特性を計測する乳房計測装置であって、（ａ）乳房内部で距離の計測対象として設定された光吸収部位について、腫瘤が内部に存在しない乳房の正常領域、または腫瘤が内部に存在する乳房の対象領域である計測領域に対して、所定の計測法で、皮膚からの光吸収部位までの距離を計測する距離計測部と、（ｂ）光入射部を介して計測光を計測領域に入射させる光源装置、及び計測領域から光出射部を介して出射される出射光を検出する光検出装置を有し、光計測法で、計測領域でのヘモグロビン量を計測する光計測部と、（ｃ）複数の正常領域のそれぞれに対して、距離計測部によって光吸収部位までの距離を取得するとともに、光計測部によって正常領域での正常ヘモグロビン量を取得して作成された、光吸収部位までの距離と正常ヘモグロビン量との正常相関データを記憶する相関データ記憶部と、（ｄ）正常相関データ及び距離計測部によって取得された対象領域での光吸収部位までの距離から求められる正常ヘモグロビン量と、光計測部によって取得された対象領域での対象ヘモグロビン量とに基づいて、対象領域に存在する腫瘤の特性評価値を算出する評価値算出部とを備えることを特徴とする。
上記した乳房計測方法、及び乳房計測装置では、乳房内部にある腫瘤の特性計測において、計測、評価の対象となる腫瘤とは別に、光計測において光が吸収されて計測結果に影響を与える部位を、距離の計測対象の光吸収部位として設定する。また、腫瘤を含まない正常領域、または腫瘤を含む対象領域である乳房の計測領域について、所定の距離計測法によって、皮膚からの光吸収部位までの距離を計測するとともに、所定波長の計測光を用いる光計測法によって、計測領域でのヘモグロビン量を計測する構成とする。
また、上記構成において、複数の正常領域に対する計測結果によって作成された、光吸収部位までの距離と正常ヘモグロビン量との相関を示す正常相関データを用意するとともに、腫瘤を含む対象領域に対して計測を行って、対象領域での光吸収部位までの距離と、対象ヘモグロビン量とを取得する。そして、これらの複数の正常領域、及び対象領域についての計測データを参照し、正常相関データ及び対象領域での光吸収部位までの距離から得られる正常ヘモグロビン量の推定値と、対象領域で実際に計測された対象ヘモグロビン量とに基づいて、対象領域内にある腫瘤の特性評価値を算出する。
このように、正常領域での光吸収部位までの距離とヘモグロビン量との正常相関データを参照して、腫瘤を含む対象領域でのヘモグロビン量の計測結果について評価する構成によれば、対象領域における皮膚からの光吸収部位までの距離、及びその光吸収部位によるヘモグロビン量の計測結果への影響を考慮して、対象領域の内部に存在する腫瘤の特性評価を好適に行うことができる。これにより、光吸収部位の影響にかかわらず、乳房内部に存在する腫瘤の特性の計測精度、評価精度を向上することが可能となる。
なお、上記構成の乳房計測方法、計測装置において、光計測法によって取得される計測領域でのヘモグロビン量は、例えば総ヘモグロビン量である。あるいは、ヘモグロビン量として、酸素化ヘモグロビン量、または脱酸素化ヘモグロビン量を取得する構成としても良い。一般には、ヘモグロビン量として、酸素化ヘモグロビン量、脱酸素化ヘモグロビン量、または総ヘモグロビン量の少なくとも１つを取得する構成とすれば良い。
ここで、腫瘤が内部に存在しない乳房の正常領域に関して取得される正常相関データについては、乳房計測方法は、相関データ取得ステップにおいて、正常相関データとして、正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意し、評価値算出ステップにおいて、対象領域の属性に基づいて、正常ヘモグロビン量の導出に用いる正常相関データを選択することが好ましい。同様に、乳房計測装置は、相関データ記憶部において、正常相関データとして、正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意し、評価値算出部において、対象領域の属性に基づいて、正常ヘモグロビン量の導出に用いる正常相関データを選択することが好ましい。
あるいは、正常相関データについては、乳房計測方法は、相関データ取得ステップにおいて、正常相関データとして、正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意し、評価値算出ステップにおいて、対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づいて、正常ヘモグロビン量の導出に用いる正常相関データを選択することとしても良い。同様に、乳房計測装置は、相関データ記憶部において、正常相関データとして、正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意し、評価値算出部において、対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づいて、正常ヘモグロビン量の導出に用いる正常相関データを選択することとしても良い。
このように、正常領域の属性に応じて用意された複数の正常相関データから所定の選択方法によって単一の正常相関データを適切に選択し、その選択された正常相関データを適用して、対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値の導出、及び対象領域における腫瘤の特性評価値の算出を行うことにより、乳房内部に存在する腫瘤の特性の計測精度をさらに向上することができる。
また、上記のように複数の正常相関データを用いる場合には、具体的には、乳房計測方法は、相関データ取得ステップにおいて、正常領域の属性である被検者の年齢、または閉経状態に応じて複数の正常相関データを用意する構成としても良い。同様に、乳房計測装置は、相関データ記憶部において、正常領域の属性である被検者の年齢、または閉経状態に応じて複数の正常相関データを用意する構成としても良い。なお、正常相関データの作成、選択等で参照される計測領域の属性としては、一般には、計測領域自体の属性、または計測領域の被検者の属性等を用いることができる。
また、乳房計測方法は、相関データ取得ステップにおいて、正常相関データとして、対象領域の被検者について設定された複数の正常領域に対する計測結果から作成された相関データを用意する構成としても良い。同様に、乳房計測装置は、相関データ記憶部において、正常相関データとして、対象領域の被検者について設定された複数の正常領域に対する計測結果から作成された相関データを用意する構成としても良い。このような構成によれば、腫瘤を含む対象領域の計測結果に対して適用される正常相関データを、その対象領域を有する被検者に応じて好適に設定することができる。
あるいは、乳房計測方法は、評価値算出ステップにおいて、対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づいて、正常ヘモグロビン量の導出に用いる正常相関データを補正する構成としても良い。同様に、乳房計測装置は、評価値算出部において、対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づいて、正常ヘモグロビン量の導出に用いる正常相関データを補正する構成としても良い。このような構成によっても、腫瘤を含む対象領域の計測結果に対して適用される正常相関データを、その対象領域を有する被検者に応じて好適に設定することができる。
また、乳房計測方法は、光吸収部位までの距離を計測する所定の計測法が、計測領域に対して超音波を送信し、反射された超音波を受信することで、計測領域の超音波計測データを取得する超音波計測法であることが好ましい。同様に、乳房計測装置は、距離計測部において、光吸収部位までの距離を計測する所定の計測法が、計測領域に対して超音波を送信し、反射された超音波を受信することで、計測領域の超音波計測データを取得する超音波計測法であることが好ましい。このように、計測領域での皮膚からの光吸収部位までの距離を計測する計測法として、超音波計測法を用いることにより、光吸収部位までの距離の計測を好適に実行することができる。
腫瘤の特性評価値については、具体的には、乳房計測方法は、評価値算出ステップにおいて、特性評価値として、対象領域について求められた正常ヘモグロビン量と、対象ヘモグロビン量との差分値を算出する構成としても良い。同様に、乳房計測装置は、評価値算出部において、特性評価値として、対象領域について求められた正常ヘモグロビン量と、対象ヘモグロビン量との差分値を算出する構成としても良い。
あるいは、乳房計測方法は、評価値算出ステップにおいて、特性評価値として、対象領域について求められた正常ヘモグロビン量によって対象ヘモグロビン量を補正した補正評価値を算出する構成としても良い。同様に、乳房計測装置は、評価値算出部において、特性評価値として、対象領域について求められた正常ヘモグロビン量によって対象ヘモグロビン量を補正した補正評価値を算出する構成としても良い。
このように、対象領域での腫瘤の特性評価値として、ヘモグロビン量の差分値、またはヘモグロビン量を補正した評価値を用いる構成によれば、計測結果に基づく腫瘤の特性についての評価、判断を好適に実行することができる。
また、乳房計測方法は、相関データ取得ステップにおいて、正常相関データとして、光吸収部位までの距離と正常ヘモグロビン量との相関に基づいて作成されたヘモグロビン量補正データを用意し、評価値算出ステップにおいて、特性評価値として、ヘモグロビン量補正データ及び対象領域での光吸収部位までの距離から求められる補正値によって対象ヘモグロビン量を補正した補正評価値を算出する構成としても良い。同様に、乳房計測装置は、相関データ記憶部において、正常相関データとして、光吸収部位までの距離と正常ヘモグロビン量との相関に基づいて作成されたヘモグロビン量補正データを用意し、評価値算出部において、特性評価値として、ヘモグロビン量補正データ及び対象領域での光吸収部位までの距離から求められる補正値によって対象ヘモグロビン量を補正した補正評価値を算出する構成としても良い。
このように、正常相関データとして、対象ヘモグロビン量の補正に用いられるヘモグロビン量補正データを用意しておく構成によっても、計測結果に基づく腫瘤の特性についての評価、判断を好適に実行することができる。
乳房内部で光計測において所定波長の計測光がある程度以上に吸収されて計測結果に影響を与える部位であって、距離の計測対象として設定される光吸収部位については、具体的には、乳房内部で設定された光吸収部位は、胸壁の筋肉、肋骨、乳腺、または肺であることが好ましい。これらの部位での光吸収の計測結果への影響を考慮することによって、乳房内部に存在する腫瘤の特性の計測精度を好適に向上することができる。このような光吸収部位については、乳房内部、またはその近傍に存在する各部位における光吸収特性等を考慮して、適切に設定することが好ましい。
また、乳房計測方法は、評価値算出ステップにおいて、特性評価値に加えて、腫瘤に関する単一または複数の評価パラメータを取得し、特性評価値、及び単一または複数の評価パラメータに基づいて、腫瘤の特性を評価する構成としても良い。同様に、乳房計測装置は、評価値算出部において、特性評価値に加えて、腫瘤に関する単一または複数の評価パラメータを取得し、特性評価値、及び単一または複数の評価パラメータに基づいて、腫瘤の特性を評価する構成としても良い。このような構成によっても、乳房内部に存在する腫瘤の特性の計測精度をさらに向上することができる。
本発明の乳房計測方法、及び乳房計測装置によれば、乳房の正常領域または対象領域である計測領域に対して、皮膚からの光吸収部位までの距離を計測する所定の計測法と、計測領域でのヘモグロビン量を計測する光計測法とを用い、複数の正常領域に対する計測結果によって作成された、光吸収部位までの距離と正常ヘモグロビン量との相関を示す正常相関データを用意するとともに、腫瘤を含む対象領域に対して所定の計測法及び光計測法による計測を行って、対象領域での光吸収部位までの距離と、対象ヘモグロビン量とを取得し、正常相関データ及び対象領域での光吸収部位までの距離から求められる正常ヘモグロビン量と、対象領域での対象ヘモグロビン量とに基づいて、対象領域での腫瘤の特性評価値を算出することにより、光吸収部位の影響にかかわらず、乳房内部に存在する腫瘤の特性の計測精度を向上することが可能となる。
乳房計測装置の一実施形態の構成を概略的に示す図である。 図１に示した乳房計測装置による計測領域に対する超音波計測、及び光計測について模式的に示す図である。 図１に示した乳房計測装置における計測処理装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）腫瘤が内部に存在しない乳房の正常領域、及び（ｂ）腫瘤が内部に存在する乳房の対象領域について示す図である。 （ａ）、（ｂ）図１に示した乳房計測装置での計測結果による腫瘤の特性の評価方法の第１実施例について示す図である。 図１に示した乳房計測装置での計測結果による腫瘤の特性の評価方法の第２実施例について示す図である。 （ａ）、（ｂ）図１に示した乳房計測装置での計測結果による腫瘤の特性の評価方法の第３実施例について示す図である。 （ａ）、（ｂ）腫瘤の特性の評価における追加的な評価パラメータについて示す図である。 被検者の閉経状態に応じて用意された複数の正常相関データについて示すグラフである。 被検者の年齢に応じて用意された複数の正常相関データについて示すグラフである。 対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づく正常相関データの選択について示すグラフである。 対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づく正常相関データの補正について示すグラフである。 対象領域の被検者について設定された複数の正常領域に対する計測結果から作成された正常相関データについて示すグラフである。 計測プローブの変形例について示す図である。
以下、図面とともに本発明による乳房計測方法、及び乳房計測装置の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
図１は、本発明による乳房計測装置の一実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。また、図２は、図１に示した乳房計測装置による計測領域に対する超音波計測、及び光計測について模式的に示す図である。本実施形態による乳房計測装置１Ａは、計測対象の乳房内部に存在する腫瘤の特性を計測する計測装置である。乳房計測装置１Ａを用いた計測では、図２に示すように、その計測対象として、被検者の乳房の所定位置に計測領域５０が設定される。
計測領域５０は、腫瘤５５が内部に存在しない乳房の正常領域、または腫瘤５５が内部に存在する乳房の対象領域である。乳房の計測領域５０は、皮膚５１、脂肪５２、及び乳腺５３等によって構成され、計測、評価の対象となる腫瘤５５は、通常は乳腺５３上の位置に存在する。また、皮膚５１からみて脂肪５２、乳腺５３等よりも遠い（深い）位置には、光の吸収が大きい胸壁の筋肉等の部位が存在する。以下においては、この胸壁の筋肉等の部位を光吸収部位５６とする。光吸収部位５６は、後述するように、本乳房計測装置１Ａで実行される計測において、距離の計測対象として設定される。
図１、図２に示した乳房計測装置１Ａは、距離計測部１０と、光計測部１５と、計測プローブ１８と、計測処理装置３０とを備えて構成されている。計測プローブ１８は、距離計測部１０に含まれる超音波計測部（超音波プローブ）１１と、光計測部１５に含まれる光入射部（光入射プローブ）１６及び光出射部（光出射プローブ）１７とを一体に保持して構成されている。本計測装置１Ａによる被検者の計測領域５０に対する計測は、図２に示すように、この計測プローブ１８を計測領域５０に当てた状態で行われる。なお、計測プローブ１８における超音波計測部１１、光入射部１６、及び光出射部１７の配列、位置関係は、具体的な計測内容等に応じて適切に設定される。
距離計測部１０は、距離の計測対象として設定された上記の光吸収部位５６について、評価すべき腫瘤５５を含まない正常領域、または腫瘤５５を含む対象領域である乳房の計測領域５０に対して、所定の計測法（距離計測法）で、皮膚５１からの光吸収部位５６までの距離（深さ）を計測する距離計測手段である。本実施形態では、光吸収部位５６までの距離の計測法としては、超音波計測法が用いられている。
超音波計測法による距離計測部１０は、超音波計測部１１を有して構成されている。超音波計測部１１は、具体的には例えば、計測領域５０に接する先端部分側から順に、音響レンズ、マッチング層、振動子、ダンパーによって構成される。超音波計測部１１は、送波器によって計測領域５０に対して超音波を送信し、反射された超音波を受波器によって受信することで、計測領域５０の超音波計測データ（例えば超音波画像データ）を取得する。超音波計測部１１によって取得された計測データは、超音波計測信号として計測処理装置３０へと送出される。
光計測部１５は、所定波長の計測光（例えば近赤外光）を用いて、光入射部１６を介して計測光を計測領域５０に入射させて光出射部１７を介して出射される出射光を検出する光計測法で、計測領域５０でのヘモグロビン量を計測する光計測手段である。本実施形態では、光計測法について、具体的に、パルス光に対する検出光の時間分解波形を利用する時間分解分光法（ＴＲＳ法：Time Resolved Spectroscopy）が用いられている。なお、光計測法によって取得される計測領域５０でのヘモグロビン量については、以下においては主に総ヘモグロビン量ｔＨｂとして説明する。また、光計測法によるヘモグロビン量の取得については、例えば特許文献２を参照することができる。
ＴＲＳ法による光計測部１５は、計測領域５０への光の入射に用いられる光入射部１６と、計測領域５０からの光の出射に用いられる光出射部１７と、光源装置２０と、光検出装置２５とを有して構成されている。光源装置２０は、所定波長のパルス計測光を供給して、光入射部１６を介してパルス計測光を計測領域５０に入射させる。また、光検出装置２５は、計測領域５０から光出射部１７を介して出射される出射光を検出し、取得された検出データを、光計測信号として計測処理装置３０へと送出する。
光検出装置２５で検出される出射光は、例えば、図２において計測領域５０の内部での計測光の伝搬経路を範囲５８によって模式的に示すように、光入射部１６から入射されて計測領域５０の内部を吸収、散乱等されつつ伝搬し、光出射部１７へと到達した計測光である。また、光源装置２０と光入射部１６との間、及び光検出装置２５と光出射部１７との間は、それぞれ、光ファイバなどの光学系を介して、光学的に接続されている。
光計測部１５の具体的な構成については、光源装置２０は、例えば、レーザダイオードと、駆動回路とによって構成される半導体ピコ秒パルスレーザ光源である。レーザダイオードは、駆動回路によって安定点灯され、波長７６０ｎｍ、８００ｎｍ、８３０ｎｍの３個の波長域の近赤外光を、計測光として供給する。また、光源装置２０としては、レーザダイオードに限らず、例えば、固体レーザ光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いても良く、あるいは、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）、ランプ系光源等を波長選択フィルタと組み合わせた構成を用いても良い。
また、光検出装置２５は、例えば、近赤外の波長域の光に対して高い感度特性を有する光電子増倍管と、増幅器とによって構成される。また、光検出装置２５は、波長選択フィルタを設けることにより、光源装置２０から供給された近赤外光以外の光の影響を低減するように構成しても良い。また、光検出装置２５としては、光電子増倍管に限らず、例えば、アバランシェフォトダイオードなどの半導体光検出器を用いても良い。なお、図１においては、上記したように３個の波長域の近赤外光を計測光とする構成に対応して、計測プローブ１８において、３個の光入射部１６、及び光出射部１７を示している。
距離計測部１０の超音波計測部１１から出力された超音波計測信号、及び光計測部１５の光検出装置２５から出力された光計測信号は、それぞれ計測処理装置３０へと入力される。計測処理装置３０は、距離計測部１０、光計測部１５による計測動作の制御、及び距離計測部１０、光計測部１５から入力された計測信号についての必要なデータ処理、解析等を行う計測処理手段である。
計測処理装置３０は、例えば、コンピュータによって構成される。また、この計測処理装置３０に対し、本乳房計測装置１Ａにおける計測条件、計測結果の情報等の乳房計測に関する情報の操作者への表示に用いられる表示装置３８、及び乳房計測について必要な情報、指示等の操作者による入力に用いられる入力装置３９が接続されている。
図３は、図１に示した乳房計測装置１Ａにおける計測処理装置３０の具体的な構成の一例を示すブロック図である。本実施形態における計測処理装置３０は、距離計測処理部３１と、光計測処理部３２と、相関データ記憶部３３と、相関データ作成部３４と、評価値算出部３５と、腫瘤特性評価部３６とを有して構成されている。
距離計測処理部３１は、距離計測部１０から入力された超音波計測信号についてデータ処理を行って、計測領域５０における皮膚５１からの光吸収部位５６までの距離を取得する。距離計測部１０において超音波計測法を用いる構成では、計測データとして、被検者の計測領域５０での皮膚下の組織状態等を観察可能な超音波画像データが取得される。
距離計測処理部３１では、例えば、距離計測部１０での計測結果として取得された超音波画像を表示装置３８に表示するとともに、操作者が超音波画像から判断した結果として入力装置３９から入力した情報によって、光吸収部位５６までの距離を取得する。あるいは、距離計測処理部３１は、超音波画像に対して所定のアルゴリズムで画像処理、解析を行って、その結果として光吸収部位５６までの距離を自動で取得しても良い。
光計測処理部３２は、光計測部１５から入力された光計測信号についてデータ処理を行って、計測領域５０におけるヘモグロビン量を取得する。光計測部１５においてＴＲＳ法を用いる構成では、時間相関単一光子計数法を用いた時間分解計測によって、パルス計測光に対する時間分解応答波形が取得され、この時間分解応答波形に基づいて、総ヘモグロビン量などのヘモグロビン量が算出される。
相関データ記憶部３３は、腫瘤５５が内部に存在しない乳房の正常領域についての、皮膚５１からの光吸収部位５６までの距離と、正常領域でのヘモグロビン量である正常ヘモグロビン量との正常相関データを記憶する相関データ記憶手段である（相関データ取得ステップ）。相関データ記憶部３３に記憶される正常相関データは、複数の正常領域のそれぞれに対して、距離計測部１０によって光吸収部位５６までの距離を取得するとともに、光計測部１５によって正常領域での正常ヘモグロビン量を取得することで作成された相関データである。
正常相関データを作成するための計測対象となる複数の正常領域としては、具体的には例えば、複数人の被検者に対して各１箇所の正常領域を設定しても良く、１人の被検者に対して複数箇所の正常領域を設定しても良く、あるいは、複数人の被検者に対して各複数箇所の正常領域を設定しても良い。また、図３に示す構成例では、相関データ記憶部３３に対して、距離計測部１０、及び光計測部１５での計測結果から正常相関データを作成するための相関データ作成部３４が設けられている。ただし、正常相関データがあらかじめ作成されて相関データ記憶部３３に記憶されている等の場合には、相関データ作成部３４は不要である。
また、本乳房計測装置１Ａによる計測、評価の対象となる、腫瘤５５が内部に存在する乳房の対象領域については、上記した正常領域と同様に計測が実行される。これにより、距離計測部１０及び距離計測処理部３１によって、対象領域での皮膚５１からの光吸収部位５６までの距離が取得される。また、光計測部１５及び光計測処理部３２によって、対象領域でのヘモグロビン量である対象ヘモグロビン量が取得される（対象データ取得ステップ）。
評価値算出部３５は、対象領域に存在する腫瘤５５についての特性評価値を算出する評価値算出手段である。具体的には、評価値算出部３５は、相関データ記憶部３３から、正常相関データを取得する（相関データ取得ステップ）。また、距離計測処理部３１から、対象領域で計測された光吸収部位５６までの距離を取得し、光計測処理部３２から、対象領域で計測された対象ヘモグロビン量を取得する。そして、評価値算出部３５は、正常相関データ及び対象領域での光吸収部位５６までの距離から求められる正常ヘモグロビン量（正常ヘモグロビン量の推定値）と、対象領域での対象ヘモグロビン量とに基づいて、腫瘤５５の特性評価値を算出する（評価値算出ステップ）。
また、図３に示す構成例では、評価値算出部３５に対して、腫瘤特性評価部３６が設けられている。腫瘤特性評価部３６は、評価値算出部３５において算出された特性評価値を参照して、対象領域に存在する腫瘤５５の特性について必要な評価を行う。評価が行われる腫瘤５５の特性としては、例えばＫｉ−６７、ＨＥＲ２、ＥＲ、ＰＧＲ、核グレード、組織学的グレード、リンパ節転移、組織学的分類などがあげられる。なお、このような腫瘤特性評価部３６については、不要であれば設けない構成としても良い。また、計測処理装置３０については、相関データ記憶部３３に加えて、距離計測部１０、光計測部１５による計測結果、評価値算出部３５で算出された特性評価値等の計測データを記憶する記憶部を設けても良い。
本実施形態による乳房計測装置１Ａ、及びそれによる乳房計測方法の効果について説明する。
図１〜図３に示した乳房計測装置１Ａ、及び乳房計測方法では、被検者の乳房内部にある腫瘤５５の特性計測において、計測、評価の対象となる腫瘤５５とは別に、光計測において光が吸収されて計測結果に影響を与える部位を、距離の計測対象の光吸収部位５６として設定する。また、腫瘤５５を含まない正常領域、または腫瘤５５を含む対象領域である乳房の計測領域５０について、所定の距離計測法で距離計測部１０によって、皮膚５１からの光吸収部位５６までの距離を計測するとともに、所定波長の計測光を用いる光計測法で光計測部１５によって、計測領域でのヘモグロビン量を計測する構成とする。
また、上記構成において、複数の正常領域に対する計測結果によって作成された、光吸収部位５６までの距離と正常ヘモグロビン量との相関を示す正常相関データを用意して、相関データ記憶部３３に記憶するとともに、腫瘤５５を含む対象領域に対して計測を行って、対象領域での光吸収部位５６までの距離と、対象ヘモグロビン量とを取得する。そして、これらの複数の正常領域、及び対象領域についての計測データを参照し、正常相関データ及び対象領域での光吸収部位５６までの距離から得られる正常ヘモグロビン量の推定値と、対象領域で実際に計測された対象ヘモグロビン量とに基づいて、対象領域に存在する腫瘤５５の特性評価値を算出する。
ここで、光計測法を用いた乳房内部にある腫瘤５５の特性計測では、上述したように、乳房における脂肪５２や乳腺５３の層の奥にある、胸壁の筋肉などの光吸収部位５６の存在が問題となる場合がある。すなわち、光計測法では、腫瘤５５を含む計測領域５０でのヘモグロビン量を計測することで、腫瘤５５の状態といった腫瘤特性を評価する。しかしながら、計測領域５０において、皮膚５１から光吸収部位５６までの距離が小さい場合、図２に計測光の伝搬経路範囲５８の例を示すように、計測領域５０の内部を伝搬する計測光の一部が光吸収部位５６に到達する。
このように計測光が胸壁の筋肉などの光吸収部位５６に到達した場合、光吸収部位５６における近赤外計測光の吸収が大きいために、光計測法での計測結果から求められるヘモグロビン量が大きく見積もられることとなる。したがって、腫瘤特性の評価において、正しいヘモグロビン量で腫瘤を評価することが難しくなる。
これに対して、上記したように、正常領域での光吸収部位５６までの距離とヘモグロビン量との正常相関データを参照して、腫瘤５５を含む対象領域でのヘモグロビン量の計測結果について評価する構成によれば、対象領域における皮膚５１からの光吸収部位５６までの距離、及びその光吸収部位５６によるヘモグロビン量の計測結果への影響を適切に考慮して、対象領域の内部に存在する腫瘤５５の特性評価を好適に行うことができる。これにより、光吸収部位５６の影響にかかわらず、乳房内部に存在する腫瘤５５の特性の計測精度、評価精度を向上することが可能となる。
なお、上記構成の乳房計測装置１Ａ、及び乳房計測方法において、近赤外光等を用いた光計測法で光計測部１５によって取得される計測領域でのヘモグロビン量は、例えば、総ヘモグロビン量である。あるいは、ヘモグロビン量として、酸素化ヘモグロビン量、または脱酸素化ヘモグロビン量を取得する構成としても良い。一般には、ヘモグロビン量として、酸素化ヘモグロビン量、脱酸素化ヘモグロビン量、または総ヘモグロビン量の少なくとも１つを取得する構成とすれば良い。
また、光計測において考慮すべき計測領域５０での光吸収部位５６としては、具体的には、上記した胸壁の筋肉があげられる。胸壁の筋肉としては、外肋間筋、内肋間筋、肋下筋、長肋骨挙筋、短肋骨挙筋、胸横筋などの胸壁筋や大胸筋などであり、肋骨も含む。また、胸壁の筋肉が薄い場合、胸壁の筋肉よりも深部に存在する肺を、光を吸収する光吸収部位５６として考慮する必要がある。
一般には、乳房内部で光計測において所定波長の計測光がある程度以上に吸収されて計測結果に影響を与える光吸収部位５６については、胸壁の筋肉、肋骨、乳腺、または肺であることが好ましい。これらの部位での光吸収の計測結果への影響を考慮することによって、乳房内部に存在する腫瘤５５の特性の計測精度を好適に向上することができる。このような光吸収部位５６については、乳房内部、またはその近傍に存在する各部位における光吸収特性等を考慮して、適切に設定することが好ましい。
また、距離計測部１０において、光吸収部位５６までの距離の計測に用いられる計測法については、上記したように、計測領域５０に対して超音波を送信し、反射された超音波を受信することで、計測領域５０の超音波計測データを取得する超音波計測法であることが好ましい。このように、計測領域５０での皮膚５１からの光吸収部位５６までの距離を計測する計測法として、超音波計測法を用いることにより、光吸収部位５６までの距離の計測を好適に実行することができる。
腫瘤５５の特性評価値については、具体的には、評価値算出部３５において、特性評価値として、対象領域について求められた正常ヘモグロビン量の推定値と、対象ヘモグロビン量との差分値を算出する構成を用いることができる。あるいは、評価値算出部３５において、特性評価値として、対象領域について求められた正常ヘモグロビン量の推定値によって対象ヘモグロビン量を補正した補正評価値を算出する構成を用いることができる。
このように、対象領域での腫瘤５５の特性評価値として、ヘモグロビン量の差分値、またはヘモグロビン量を補正した評価値を用いる構成によれば、計測結果に基づく腫瘤５５の特性についての評価、判断を好適に実行することができる。
また、腫瘤５５の特性評価値について、相関データ記憶部３３において、正常相関データとして、光吸収部位５６までの距離と正常ヘモグロビン量との相関に基づいて作成されたヘモグロビン量補正データを用意し、評価値算出部３５において、特性評価値として、ヘモグロビン量補正データ及び対象領域での光吸収部位までの距離から求められる補正値によって対象ヘモグロビン量を補正した補正評価値を算出する構成としても良い。
このように、正常相関データとして、対象ヘモグロビン量の補正に用いられるヘモグロビン量補正データを用意しておく構成によっても、計測結果に基づく腫瘤５５の特性についての評価、判断を好適に実行することができる。
また、腫瘤５５の特性の評価については、評価値算出部３５において、上記の特性評価値に加えて、腫瘤５５に関する単一または複数の評価パラメータを取得し、特性評価値、及び単一または複数の評価パラメータに基づいて、腫瘤５５の特性を評価する構成としても良い。このような構成によっても、乳房内部に存在する腫瘤５５の特性の計測精度をさらに向上することができる。
図１〜図３に示した乳房計測装置１Ａによる乳房内部での腫瘤５５の特性の計測、評価方法について、さらに具体的に説明する。ここで、図４は、（ａ）腫瘤５５が内部に存在しない乳房の正常領域、及び（ｂ）腫瘤５５が内部に存在する乳房の対象領域について示す図である。以下の説明においては、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、計測領域５０での皮膚５１から光吸収部位５６までの距離をｘ１、皮膚５１から腫瘤５５の表面までの距離をｘ２、腫瘤５５の径をｒとする。
また、以下の説明において、各パラメータの表記に用いられる略語について、「ｎ」は「ｎｏｒｍａｌ」の略であって正常領域を示し、「ｔ」は「ｔｕｍｏｒ」の略であって腫瘤を含む対象領域を示し、「ｃ」は「ｃｈｅｓｔ ｗａｌｌ」の略であって胸壁の筋肉などの光吸収部位を示し、「ｐ」は「ｐａｔｉｅｎｔ」の略であって被検者を示している。また、以下に説明する実施例では、計測領域５０でのヘモグロビン量として、主に総ヘモグロビン量ｔＨｂを想定している。
図５（ａ）、（ｂ）は、図１〜図３に示した乳房計測装置１Ａでの計測結果による腫瘤５５の特性の評価方法の第１実施例について示す図である。本実施例では、まず、腫瘤５５が存在しない正常領域に対して、距離計測部１０によって、皮膚５１から光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｎｃを計測する。また、光計測部１５によって、正常領域での総ヘモグロビン量である正常ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｎを計測する。このような計測を、複数の被検者に対し、複数の位置で設定された正常領域について行う。
次に、複数の正常領域に対して取得された計測データを参照し、図５（ａ）にグラフＮ１によって示すように、正常領域についての光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｎｃと、正常ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｎとの正常相関データを作成する。この正常相関データは、下記の式（１）
ｔＨｂ＝ａ１×ｘ１３＋ｂ１×ｘ１２＋ｃ１×ｘ１＋ｄ１ …（１）
のような近似式として用意しても良い。あるいは、正常相関データは、相関テーブルとして用意しても良い。また、後述するように、正常領域の属性に応じて、複数の正常相関データを用意する構成としても良い。
続いて、腫瘤５５が存在する対象領域に対して、距離計測部１０によって、腫瘤５５の直上の位置から、皮膚５１から光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｔｃを計測する。また、光計測部１５によって、腫瘤５５の直上の位置から、対象領域での総ヘモグロビン量である対象ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｔを計測する。図５（ｂ）には、正常相関データのグラフＮ１と合わせて、対象領域での計測結果による計測データ点Ｐ１を示している。
対象領域に対する計測が完了したら、正常相関データの式（１）に対して、対象領域での光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｔｃを代入して、下記の式（２）
ｔＨｂ＿ｔｎ＝ａ１×（ｘ１＿ｔｃ）３
＋ｂ１×（ｘ１＿ｔｃ）２＋ｃ１×（ｘ１＿ｔｃ）＋ｄ１ …（２）
に示す対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値ｔＨｂ＿ｔｎを求める。そして、下記の式（３）
ΔｔＨｂ＿ｔ−ｔｎ＝ｔＨｂ＿ｔ−ｔＨｂ＿ｔｎ
＝ｔＨｂ＿ｔ−｛ａ１×（ｘ１＿ｔｃ）３
＋ｂ１×（ｘ１＿ｔｃ）２＋ｃ１×（ｘ１＿ｔｃ）＋ｄ１｝ …（３）
によって、対象領域に存在する腫瘤５５の特性評価値として、正常ヘモグロビン量の推定値ｔＨｂ＿ｔｎと、計測された対象ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｔとの差分値ΔｔＨｂ＿ｔ−ｔｎを算出する。
このようにして求められたヘモグロビン量の差分値ΔｔＨｂ＿ｔ−ｔｎは、対象領域での胸壁の筋肉などの光吸収部位５６の影響が低減された総ヘモグロビン量を示している。したがって、この差分値ΔｔＨｂ＿ｔ−ｔｎを特性評価値として腫瘤特性を評価することで、対象領域にある腫瘤５５について、的確な評価を行うことができる。なお、この実施例では、腫瘤の特性評価値としてヘモグロビン量の差分値を求めているが、このような構成に限らず、例えばヘモグロビン量の比の値を特性評価値としても良い。
図６は、図１〜図３に示した乳房計測装置１Ａでの計測結果による腫瘤５５の特性の評価方法の第２実施例について示す図である。本実施例では、まず、第１実施例と同様に、腫瘤５５が存在しない正常領域に対して、距離計測部１０によって、皮膚５１から光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｎｃを計測する。また、光計測部１５によって、正常領域での正常ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｎを計測する。このような計測を、複数の被検者に対し、複数の位置で設定された正常領域について行う。
次に、複数の正常領域に対して取得された計測データを参照し、図６にグラフＮ２によって示すように、正常相関データとして、正常領域についての光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｎｃと、正常ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｎとの相関に基づいて、補正値の相関データであるヘモグロビン量補正データを作成する。この補正データは、近似式として用意しても良く、あるいは、補正テーブルとして用意しても良い。なお、図６に示す例では、距離ｘ１の値が大きい場合には光吸収部位５６の影響が充分に小さくなるとして、そのときの補正値を１とし、それを基準として各距離ｘ１でのヘモグロビン量に対する補正値による補正相関データを求めている。
続いて、腫瘤５５が存在する対象領域に対して、距離計測部１０によって、腫瘤５５の直上の位置から、皮膚５１から光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｔｃを計測する。また、光計測部１５によって、腫瘤５５の直上の位置から、対象領域での対象ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｔを計測する。
対象領域に対する計測が完了したら、ヘモグロビン量補正データに対して、対象領域での光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｔｃを適用して、対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値に対応するヘモグロビン量補正値を求める。そして、対象領域に存在する腫瘤５５の特性評価値として、求められた補正値によって、計測された対象ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｔを補正した補正評価値を算出する。例えば、図６に示した補正データを用いる場合、対象ヘモグロビン量と補正値（補正係数）との積を補正評価値とする。
このようにして求められたヘモグロビン量の補正評価値は、対象領域での胸壁の筋肉などの光吸収部位５６の影響が低減された総ヘモグロビン量を示している。したがって、この補正評価値を特性評価値として腫瘤特性を評価することで、対象領域にある腫瘤５５について、的確な評価を行うことができる。なお、この実施例では、正常相関データとして補正データをあらかじめ用意しておく構成としているが、通常の正常相関データを用意しておき、その正常相関データから求められた対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値によって対象ヘモグロビン量を補正する構成としても良い。
図７（ａ）、（ｂ）は、図１〜図３に示した乳房計測装置１Ａでの計測結果による腫瘤５５の特性の評価方法の第３実施例について示す図である。上記した第１実施例では、正常領域、対象領域に対する皮膚５１から光吸収部位５６までの距離ｘ１と、総ヘモグロビン量ｔＨｂとの計測結果を用い、腫瘤５５の特性評価値として差分値ΔｔＨｂ＿ｔ−ｔｎを求めている。これに対して、ヘモグロビン量の差分値に加えて、腫瘤５５に関する単一または複数の評価パラメータを追加的に取得し、特性評価値、及び追加的な評価パラメータに基づいて、腫瘤５５についての評価を行う構成としても良い。
本実施例では、差分値ΔｔＨｂ＿ｔ−ｔｎの算出までは第１実施例と同様である。続いて、距離計測部１０による超音波計測データに基づいて、皮膚５１から腫瘤５５までの距離ｘ２＿ｔ（図４参照）と、腫瘤径ｒとを取得する。また、このような計測を代表的な腫瘤５５を持つ複数の被検者（患者）に対して行って、それぞれ差分値、腫瘤までの距離、腫瘤径の計測データを取得する。
そして、図７（ａ）に示すように、例えば、腫瘤までの距離ｘ２＿ｔをｘ軸、腫瘤径ｒをｙ軸、差分値ΔｔＨｂ＿ｔ−ｔｎをｚ軸とした座標軸を設定して、それらの計測値でグラフを描いて計測結果について解析を行い、腫瘤特性判定面Ｎ３を導出する。この腫瘤特性判定面Ｎ３は、例えば、下記の式（４）
ｚ＝ａ２×ｘ＋ｂ２×ｙ＋ｄ２ …（４）
によって表される近似式等として用意される。なお、この腫瘤特性判定面Ｎ３は、平面であっても、曲面であっても良い。
続いて、腫瘤５５が存在する被検者の対象領域に対して、距離計測部１０によって、光吸収部位５６までの距離ｘ１＿ｐを計測する。また、光計測部１５によって、対象領域での対象ヘモグロビン量ｔＨｂ＿ｐを計測する。そして、対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値ｔＨｂ＿ｐｎを求め、下記の式（５）
ΔｔＨｂ＿ｐ−ｐｎ＝ｔＨｂ＿ｐ−ｔＨｂ＿ｐｎ
＝ｔＨｂ＿ｐ−｛ａ１×（ｘ１＿ｐ）３
＋ｂ１×（ｘ１＿ｐ）２＋ｃ１×（ｘ１＿ｐ）＋ｄ１｝ …（５）
によって、差分値ΔｔＨｂ＿ｐ−ｐｎを算出する。
さらに、距離計測部１０によって、腫瘤までの距離ｘ２＿ｐ、及び腫瘤径ｒ＿ｐを計測し、図７（ｂ）に示すように、計測データ点Ｐ３をプロットする。そして、この計測データ点Ｐ３の腫瘤特性判定面Ｎ３からの距離Ｄを算出し、これを特性評価値として、対象領域にある腫瘤５５の特性を評価する。
なお、このような構成において、腫瘤５５に関する追加的な評価パラメータとしては、上記した腫瘤５５までの距離、及び腫瘤径ｒに限らず、様々なパラメータを評価パラメータとして用いることが可能である。例えば、腫瘤径ｒについては、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、より具体的に、計測領域５０上に配置される光入射部１６及び光出射部１７によって規定される計測面に対して、腫瘤５５の縦径（厚さ）をａ、計測面に平行な方向の横径をｂ、計測面に直交する方向の横径をｃとして、（１）厚さａ、（２）厚さａ×横径ｂ、（３）厚さａ×横径ｃ、（４）３方向の径の積ａ×ｂ×ｃ、等を評価パラメータとして用いることができる。
また、腫瘤５５までの距離については、例えば、（１）皮膚から腫瘤表面までの距離、（２）皮膚から腫瘤中心までの距離、（３）皮膚から腫瘤後縁までの距離、等を評価パラメータとして用いることができる。また、対象領域における腫瘤５５が小さい場合には、例えば、乳腺５３の厚さ、皮膚５１から乳腺５３までの距離、等を評価パラメータとして用いても良い。
また、光計測部１５によって取得されるヘモグロビン量については、総ヘモグロビン量ｔＨｂに限らず、例えば酸素化ヘモグロビン量ＨｂＯ２、脱酸素化ヘモグロビン量Ｈｂを取得する構成としても良い。あるいは、光計測部１５によって、水、脂肪、コラーゲンなどの物質の特性を取得しても良い。また、吸収係数、等価散乱係数、屈折率などの光学パラメータそのものを取得しても良い。
図１〜図３に示した乳房計測装置１Ａにおいて腫瘤５５の特性の評価に用いられる正常相関データについて、さらに説明する。腫瘤５５を含まない乳房の正常領域に関し、複数の正常領域に対する光吸収部位５６までの距離、及びヘモグロビン量の計測結果から作成される正常相関データについては、上記実施形態では単一の相関データを用意する構成としているが、相関データ記憶部３３において、正常相関データとして、正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意しておく構成としても良い。
また、このように複数の正常相関データが用意されている場合、評価値の算出において用いられる正常相関データの選択については、評価値算出部３５での評価値算出処理において、対象領域の属性に基づいて、対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値の導出に用いる正常相関データを選択する構成を用いることができる。あるいは、評価値算出部３５での評価値算出処理において、対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づいて、対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値の導出に用いる正常相関データを選択する構成を用いることができる。
このように、正常領域の属性に応じて用意され、相関データ記憶部３３に記憶された複数の正常相関データから所定の選択方法によって単一の正常相関データを適切に選択し、その選択された正常相関データを適用して、対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値の導出、及び対象領域における腫瘤５５の特性評価値の算出を行うことにより、乳房内部に存在する腫瘤５５の特性の計測精度をさらに向上することができる。
また、上記のように複数の正常相関データを用いる場合には、具体的には、相関データ記憶部３３において、正常領域の属性である被検者の年齢、または被検者の閉経状態に応じて複数の正常相関データを用意する構成としても良い。また、正常相関データの作成、選択等で参照される計測領域の属性としては、一般には、計測領域自体の属性、または計測領域の被検者の属性等を用いることができる。
また、正常相関データについては、相関データ記憶部３３において、正常相関データとして、対象領域の被検者について設定された複数の正常領域に対する計測結果から作成された相関データを用意する構成としても良い。このような構成によれば、腫瘤５５を含む対象領域での計測結果に対して適用される正常相関データを、その対象領域を有する被検者に応じて好適に設定することができる。
あるいは、正常相関データについて、評価値算出部３５において、対象領域の被検者について設定された単一または複数の正常領域に対する計測結果に基づいて、対象領域についての正常ヘモグロビン量の推定値の導出に用いる正常相関データを補正する構成としても良い。このような構成によっても、対象領域での計測結果に対して適用される正常相関データを、その対象領域を有する被検者に応じて好適に設定することができる。
図９は、被検者における計測領域（正常領域、対象領域）の属性として、被検者の閉経状態を考慮し、被検者の閉経状態に応じて用意された複数の正常相関データについて示すグラフである。図９において、グラフＡ１は、閉経前の被検者の正常領域についての正常相関データを示し、グラフＡ２は、閉経後の被検者の正常領域についての正常相関データを示している。
図９に示すように、被検者の閉経状態が閉経前、閉経後のいずれであるかによって、光吸収部位５６までの距離ｘ１と、ヘモグロビン量ｔＨｂとの相関関係が変化する。したがって、相関データ記憶部３３において複数の正常相関データＡ１、Ａ２を用意しておき、評価値算出部３５において、操作者によって入力装置３９から入力された腫瘤５５を含む対象領域の被検者の閉経状態等に基づいて正常相関データを選択することで、腫瘤５５の特性の計測精度を向上することができる。なお、図９では、閉経前、閉経後の正常相関データを用意する構成を示したが、例えば、化学療法（ケモ）前、化学療法後の正常相関データを用意しておく構成等を用いても良い。
図１０は、被検者における計測領域（正常領域、対象領域）の属性として、被検者の年齢を考慮し、被検者の年齢に応じて用意された複数の正常相関データについて示すグラフである。図１０において、グラフＡ３は、２０代の被検者についての正常相関データを示し、グラフＡ４は、３０代の被検者についての正常相関データを示し、グラフＡ５は、４０代の被検者についての正常相関データを示し、グラフＡ６は、５０代の被検者についての正常相関データを示している。
図１０に示すように、被検者の年齢が２０代、３０代、４０代、５０代のいずれであるかによって、閉経状態と同様に、光吸収部位５６までの距離ｘ１と、ヘモグロビン量ｔＨｂとの相関関係が変化する。したがって、相関データ記憶部３３において複数の正常相関データＡ３〜Ａ６を用意しておき、評価値算出部３５において、操作者によって入力装置３９から入力された腫瘤５５を含む対象領域の被検者の年齢等に基づいて正常相関データを選択することで、腫瘤５５の特性の計測精度を向上することができる。
また、図９、１０において被検者の閉経状態、年齢についての例を示したように、正常領域の属性に応じて複数の正常相関データが用意されている場合、評価値算出部３５での正常相関データの選択については、上述したように、対象領域の対応する属性（例えば閉経状態、年齢等）に基づいて選択する構成を用いることができる。あるいは、そのような構成以外にも、対象領域の属性については直接的には考慮せず、図１１に示すように、対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づいて、正常相関データを選択する構成としても良い。
図１１に示す例では、図１０と同様に用意された２０代〜５０代の正常相関データＡ３〜Ａ６に対し、腫瘤５５を含む対象領域の被検者の実年齢が３０代であった場合に、３０代に対応する正常相関データＡ４をそのまま選択せず、対象領域の被検者について対象領域以外の位置に正常領域を設定し、その正常領域に対する計測結果である図１１に示す計測データ点Ａ０を参照して、計測データ点Ａ０から最も近い５０代の正常相関データＡ６を、被検者に適用する正常相関データとして選択する。このような方法によっても、腫瘤５５の特性の計測精度を向上することができる。
なお、腫瘤５５を含む対象領域の被検者における正常領域の設定については、具体的には例えば、被検者の一方の乳房に腫瘤５５が存在する場合に、腫瘤５５が存在しない他方の乳房において正常領域を設定して計測を行う方法を用いることができる。あるいは、腫瘤５５が存在する一方の乳房において、腫瘤５５が存在しない領域を正常領域に設定する方法を用いても良い。
図１２は、対象領域の被検者について設定された正常領域に対する計測結果に基づく正常相関データの補正について示すグラフである。図１２に示す例では、相関データ記憶部３３に用意されている補正前の正常相関データＢ１に対し、対象領域の被検者について正常領域を設定する。そして、評価値算出部３５において、正常領域に対する計測結果である計測データ点Ｂ０に基づいて相関データの補正を行って、補正後の正常相関データＢ２を特性評価値の算出において適用する。
なお、この場合に対象領域の被検者について設定される正常領域については、単一の正常領域を設定しても良く、あるいは、複数の正常領域を設定しても良い。図１２においては、３個の正常領域を設定した場合の計測データ点Ｂ０を示している。また、正常領域の計測結果については、その被検者の正常領域について以前に取得された計測結果を用いて補正を行う構成としても良い。
図１３は、対象領域の被検者について設定された複数の正常領域に対する計測結果から作成された正常相関データについて示すグラフである。図１３に示す例では、対象領域の被検者について複数の正常領域を設定し、その計測結果である複数の計測データ点Ｃ０を取得する。そして、この複数の計測データ点Ｃ０での相関に基づいて正常相関データＣ１を作成して、相関データ記憶部３３に記憶しておく。
ここで、上記実施形態の乳房計測装置１Ａによる腫瘤５５の特性評価は、例えば、乳房内部に腫瘤５５を有する被検者について、化学療法の効果を長期間観察する場合、あるいは抗がん剤治療による効果について経過観察する場合等に、有効な手法になると考えられる。このような場合、図１３に示したように、計測対象の被検者の正常部位に対して複数の位置で計測を行って、その被検者のための正常相関データを用意しておくことが重要になる。
本発明による乳房計測方法、及び乳房計測装置は、上記した実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、光吸収部位までの距離を取得する所定の距離計測法として超音波計測法を用いているが、このような構成に限らず、例えば、光計測法の一種である光ＣＴ計測法等によって光吸収部位までの距離を計測する構成としても良い。
また、計測領域でのヘモグロビン量を取得する光計測法については、上記実施形態では時間分解分光法（ＴＲＳ法：Time Resolved Spectroscopy）を用いているが、このような構成に限らず、例えば、変調光を利用する位相変調分光法（ＰＭＳ法：Phase Modulation Spectroscopy）、あるいは計測光としてＣＷ光を用いる方法等によってヘモグロビン量を計測する構成としても良い。また、計測領域５０に乳輪（ニップル）が存在する場合には、その厚さを考慮しても良い。
また、乳房計測装置１Ａにおける計測プローブ１８については、図１においては、複数の光入射部１６及び複数の光出射部１７を組み合わせた多チャンネルの構成を例示しているが、このような構成に限らず、具体的には様々な構成の計測プローブを用いることが可能である。例えば、図１４に示す変形例の計測プローブ１８では、単一の光入射部１６、及び単一の光出射部１７を組み合わせた１チャンネルの構成を用いている。このような１チャンネルの計測プローブでは、光入射部１６から異なる波長の計測光が時系列的に計測領域５０に入射される。また、超音波計測部１１に対する光入射部１６及び光出射部１７の配置についても、図１、図１４に示した構成例に限らず、様々に変更して良い。
本発明は、乳房内部に存在する腫瘤の特性の計測精度を向上することが可能な乳房計測方法、及び乳房計測装置として利用可能である。
１Ａ…乳房計測装置、１０…距離計測部、１１…超音波計測部、１５…光計測部、１６…光入射部、１７…光出射部、１８…計測プローブ、
２０…光源装置、２５…光検出装置、
３０…計測処理装置、３１…距離計測処理部、３２…光計測処理部、３３…相関データ記憶部、３４…相関データ作成部、３５…評価値算出部、３６…腫瘤特性評価部、３８…表示装置、３９…入力装置、
５０…計測領域（正常領域、対象領域）、５１…皮膚、５２…脂肪、５３…乳腺、５５…腫瘤、５６…光吸収部位、５８…伝搬経路範囲。

Claims (14)

  1. 計測対象の乳房内部に存在する腫瘤の特性を計測するとともに、腫瘤の特性評価値を算出する乳房計測装置の作動方法であって、
    乳房内部で距離の計測対象として設定された光吸収部位について、腫瘤が内部に存在しない乳房の正常領域、または腫瘤が内部に存在する乳房の対象領域である計測領域に対して、皮膚からの前記光吸収部位までの距離を計測する所定の計測法と、光入射部を介して計測光を前記計測領域に入射させて光出射部を介して出射される出射光を検出して、前記計測領域でのヘモグロビン量を計測する光計測法とを用い、
    複数の前記正常領域のそれぞれに対して、前記所定の計測法で前記光吸収部位までの距離を取得するとともに、前記光計測法で前記正常領域での正常ヘモグロビン量を取得して作成された、前記光吸収部位までの距離と前記正常ヘモグロビン量との正常相関データを取得する相関データ取得ステップと、
    前記対象領域に対して、前記所定の計測法で前記光吸収部位までの距離を取得するとともに、前記光計測法で前記対象領域での対象ヘモグロビン量を取得する対象データ取得ステップと、
    前記正常相関データ及び前記対象領域での前記光吸収部位までの距離から求められる前記正常ヘモグロビン量と、前記対象領域での前記対象ヘモグロビン量とに基づいて、前記対象領域に存在する前記腫瘤の特性評価値を算出する評価値算出ステップと
    を有することを特徴とする乳房計測装置の作動方法。
  2. 前記相関データ取得ステップにおいて、前記正常相関データとして、前記正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意し、
    前記評価値算出ステップにおいて、前記対象領域の前記属性に基づいて、前記正常ヘモグロビン量の導出に用いる前記正常相関データを選択する
    ことを特徴とする請求項１記載の乳房計測装置の作動方法。
  3. 前記相関データ取得ステップにおいて、前記正常相関データとして、前記正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意し、
    前記評価値算出ステップにおいて、前記対象領域の被検者について設定された前記正常領域に対する計測結果に基づいて、前記正常ヘモグロビン量の導出に用いる前記正常相関データを選択する
    ことを特徴とする請求項１記載の乳房計測装置の作動方法。
  4. 前記光吸収部位までの距離を計測する前記所定の計測法は、前記計測領域に対して超音波を送信し、反射された超音波を受信することで、前記計測領域の超音波計測データを取得する超音波計測法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の乳房計測装置の作動方法。
  5. 前記評価値算出ステップにおいて、前記特性評価値として、前記対象領域について求められた前記正常ヘモグロビン量と、前記対象ヘモグロビン量との差分値を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の乳房計測装置の作動方法。
  6. 乳房内部で設定された前記光吸収部位は、胸壁の筋肉、肋骨、乳腺、または肺であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の乳房計測装置の作動方法。
  7. 前記評価値算出ステップにおいて、前記特性評価値に加えて、前記腫瘤に関する単一または複数の評価パラメータを取得し、前記特性評価値、及び前記単一または複数の評価パラメータに基づいて、前記腫瘤の特性を評価することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の乳房計測装置の作動方法。
  8. 計測対象の乳房内部に存在する腫瘤の特性を計測する乳房計測装置であって、
    乳房内部で距離の計測対象として設定された光吸収部位について、腫瘤が内部に存在しない乳房の正常領域、または腫瘤が内部に存在する乳房の対象領域である計測領域に対して、所定の計測法で、皮膚からの前記光吸収部位までの距離を計測する距離計測部と、
    光入射部を介して計測光を前記計測領域に入射させる光源装置、及び前記計測領域から光出射部を介して出射される出射光を検出する光検出装置を有し、光計測法で、前記計測領域でのヘモグロビン量を計測する光計測部と、
    複数の前記正常領域のそれぞれに対して、前記距離計測部によって前記光吸収部位までの距離を取得するとともに、前記光計測部によって前記正常領域での正常ヘモグロビン量を取得して作成された、前記光吸収部位までの距離と前記正常ヘモグロビン量との正常相関データを記憶する相関データ記憶部と、
    前記正常相関データ及び前記距離計測部によって取得された前記対象領域での前記光吸収部位までの距離から求められる前記正常ヘモグロビン量と、前記光計測部によって取得された前記対象領域での対象ヘモグロビン量とに基づいて、前記対象領域に存在する前記腫瘤の特性評価値を算出する評価値算出部と
    を備えることを特徴とする乳房計測装置。
  9. 前記相関データ記憶部において、前記正常相関データとして、前記正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意し、
    前記評価値算出部において、前記対象領域の前記属性に基づいて、前記正常ヘモグロビン量の導出に用いる前記正常相関データを選択する
    ことを特徴とする請求項８記載の乳房計測装置。
  10. 前記相関データ記憶部において、前記正常相関データとして、前記正常領域の属性に応じて複数の正常相関データを用意し、
    前記評価値算出部において、前記対象領域の被検者について設定された前記正常領域に対する計測結果に基づいて、前記正常ヘモグロビン量の導出に用いる前記正常相関データを選択する
    ことを特徴とする請求項８記載の乳房計測装置。
  11. 前記距離計測部において、前記光吸収部位までの距離を計測する前記所定の計測法は、前記計測領域に対して超音波を送信し、反射された超音波を受信することで、前記計測領域の超音波計測データを取得する超音波計測法であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項記載の乳房計測装置。
  12. 前記評価値算出部において、前記特性評価値として、前記対象領域について求められた前記正常ヘモグロビン量と、前記対象ヘモグロビン量との差分値を算出することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項記載の乳房計測装置。
  13. 乳房内部で設定された前記光吸収部位は、胸壁の筋肉、肋骨、乳腺、または肺であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項記載の乳房計測装置。
  14. 前記評価値算出部において、前記特性評価値に加えて、前記腫瘤に関する単一または複数の評価パラメータを取得し、前記特性評価値、及び前記単一または複数の評価パラメータに基づいて、前記腫瘤の特性を評価することを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項記載の乳房計測装置。
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