JP6376783B2 - 乳房断層撮影装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、乳房断層撮影装置および制御方法に関する。

乳癌を発見するための装置として、乳房専用の断層撮影装置（以下、乳房断層撮影装置という）が存在する。この乳房断層撮影装置では、ガントリに設けられた乳房挿入部に乳房を挿入し、放射線発生装置と放射線検出器を回転させて乳房の複数の投影画像を取得し、その投影画像を再構成することにより断層画像を取得する。このような乳房断層撮影装置において診断に足る断層画像を取得するためには、人体の胸壁付近も含めた乳房全体の画像を取得する必要がある。そのためには、胸壁付近の部分も含めて、乳房全体が乳房挿入部の十分奥まで挿入されていることを投影画像撮影の開始前に確認しなければならない。十分奥まで挿入されていない場合は、胸壁付近が撮影できるように再度挿入を確認し、再撮影を行う必要がある。

こうした乳房の挿入状態を確認する方法が特許文献１に開示されており、また、体動を検知する方法が特許文献１や特許文献２に開示されている。特許文献１には、被写体の乳房の位置を、挿入口からの深さを検出することで特定する手法が記載されている。また深さを常時監視することで、乳房の深さの変化を感知し、被検者の体動を監視することが記載されている。特許文献２には、断層撮影において、ある取得画像とその取得画像より前に取得した画像について、それぞれの画素ごとに減算を行い、その差分の絶対値の和を閾値と比較することで体動の有無を判定する方法が記載されている。

特開２０１３−２２０４１号公報 特開２００７−８２９０８号公報 特開２００８−３０７２３６号公報（実施形態で参照される） 特開２０１２−１３０５４２号公報（実施形態で参照される）

An optimized ultrasound detectorfor photoacoustic breast tomography、 Wenfeng Xia et al.Med. Phys. Vol.40、 32901、 2013.

ところで被検者の乳房の大きさには個人差が存在する。ゆえに、乳房が十分奥まで挿入されている状態でも、挿入口からの深さが人により異なる。たとえば乳房が平均より大きい場合は、乳房が到達する挿入口からの深さは平均より深くなることになる。よって、乳房全体が撮影対象挿入部の十分奥まで挿入されていることを特許文献１の方法を用いて判定することは、場合によっては不正確になる。

特許文献２では、撮影画像の他に減算のための画像を、記憶装置の中で高速アクセスが可能な記憶装置、たとえばＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）等に保存する必要がある。こうした高速アクセスが可能な記憶装置は記憶容量が制限されており、上述のような体動検出のための減算に用いられる画像を保持すると他の用途に用いるための記憶容量が減少する。また、断層撮影では大量の画像を取得するため、すべての画素について減算を行うと画像の処理速度が低下してしまうという課題が存在する。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、被検者の乳房の挿入状態をより正確に把握することが可能な乳房断層撮影装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の一態様による乳房断層撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、
放射線源と放射線検出器を内部に有したガントリと、
前記ガントリに設けられ、撮影対象としての被検者の乳房を挿入するための乳房挿入部と、
前記ガントリに配置され、前記被検者の接触を前記ガントリの複数の位置で検出する検知センサを有する検出手段と、
前記検知センサによる前記複数の位置における接触の有無の分布に基づいて、前記被検者の左右の乳房の何れが前記乳房挿入部に挿入されているかを判定する判定手段と、を備える。

本発明によれば、被検者の乳房の挿入状態をより正確に把握することが可能となる。

第１実施形態における乳房断層撮影装置の外観の例を示した図である。 第１実施形態における乳房断層撮影装置の概略の一例を示した図である。 乳房が十分奥まで挿入された状態を説明するための図である。 ガントリ正面部の説明をするための図である。 第１実施形態における被検者とガントリ正面部が非平行の場合の検知方法を説明するための図である。 第１実施形態における撮影している乳房を判定する方法を説明するための図である。 第１実施形態における接触検知部の様態を説明するための図である。 第１実施形態における乳房断層撮影装置の手順の一例を示した図である。 第２実施形態における乳房断層撮影装置の手順の一例を示した図である。 第３実施形態における乳房断層撮影装置の概略の一例を示した図である。 第３実施形態における乳房断層撮影装置の手順の一例を示した図である。 第３実施形態における照度検知部の配置の例を示した図である。 第４実施形態における乳房断層撮影装置の概略の一例を示した図である。 第４実施形態における乳房断層撮影装置の手順の一例を示した図である。 第５実施形態における乳房断層撮影装置の概略の一例を示した図である。 第５実施形態における乳房断層撮影装置の手順の一例を示した図である。 第５実施形態における撮影画像と被検者の体位の関係を説明するための図である。 第５実施形態における関心領域の位置を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態のいくつかについて添付図面を参照して詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）、図１（ｂ）は、本実施形態による乳房断層撮影装置の外観の一例を示す図である。図１（ａ）では被検者１０１は座位で撮影を行い、図１（ｂ）では被検者は伏臥位で撮影を行う。図１（ａ）に示されるような座位で撮影を行う乳房断層撮影装置を座位式、図１（ｂ）に示されるような伏臥位で撮影を行う乳房断層撮影装置を、臥位式と呼ぶ。

ガントリ１００は、放射線源と放射線検出器を内部に有し、撮影対象である被検者１０１の乳房を挿入するための乳房挿入部１０２を備えている。乳房挿入部１０２は、乳房を保持する機能を有しており、乳房保持部として言い換えることもできる。乳房挿入部１０２は、たとえばガントリ１００の正面（ガントリ正面部１０３）に設けられた円筒の穴であり、撮影の期間中、被検者の乳房は乳房挿入部１０２に挿入され保持される。なお、撮影の期間中、乳房挿入部１０２において乳房を固定する方法がとられる場合がある。たとえば特許文献３には、吸引機構により乳房挿入部１０２内を減圧することで乳房を乳房挿入部１０２に固定する方法が示されており、このような構成を本実施形態に適用してもよい。

被検者と乳房断層撮影装置のガントリ１００が正対する面をガントリ正面部１０３、ガントリ１００の側面部をガントリ側面部１０４、ガントリ１００の背面部をガントリ背面部１０５と呼ぶ。臥位式において、ガントリ正面部１０３、ガントリ側面部１０４、ガントリ背面部１０５は、図１（ｂ）に示すように、被検者を支持するのに必要な部分を含む。臥位式においては、ガントリ１００の一部（たとえばガントリ正面部１０３）がたとえばベッドなどの架台として構成される場合もある。

撮影時において、図１（ａ）の座位式、図１（ｂ）の臥位式ともに、ガントリ正面部１０３は、たとえば撮影対象の乳房の周辺部や被検者の腹部、被検者の肩部、撮影対象でない方の乳房などと接触する。ガントリ正面部１０３には、被検者１０１の接触を検知するための少なくとも一つの接触検知センサ（以下、接触検知部１０６）が設けられている。この接触検知部１０６は、たとえば撮影対象の乳房の周辺部や被検者の胸部、被検者の腹部、被検者の肩部との接触を検知する位置に配置される。接触検知部１０６の配置については、後述する。本実施形態では、接触検知センサによる接触の検出に基づいて、乳房挿入部１０２への乳房の挿入状態が判定される。

撮影対象の乳房の乳房挿入部１０２への挿入状態を表示するための挿入表示部１０７が、ガントリ側面部１０４に設けられる。なお、挿入表示部１０７の位置はガントリ側面部１０４に限られるものではなく、たとえばガントリ正面部１０３やガントリ背面部１０５に設けられてもよい。挿入表示部１０７は、たとえばランプなどの警告灯で構成され、接触検知部１０６と被検者が正しく接触していることを示す。また挿入表示部１０７として液晶ディスプレイなどを用いてもよい。液晶ディスプレイなどを用いた場合は、被検者１０１の接触状態について、接触が行われていない箇所を具体的に表示するなど、より詳細な情報を放射線技師などの撮影者に提示することができる。

放射線技師などの撮影者は、被検者の体位調整を行いながら、被検者の乳房が十分奥まで挿入されているかなどの情報をガントリ１００に設けられた挿入表示部１０７にて確認することができる。挿入表示部１０７により挿入状態を確認することで、撮影者は、放射線の照射が行われる部屋（乳房断層撮影装置が設置される部屋）とは別の部屋に設置された表示装置１０９で確認する必要がなく、より容易に乳房の挿入状態を確認することができる。なお、挿入表示部１０７を、放射線を照射する部屋の内側に設置することでも同様の効果が得られる。また、挿入表示部１０７を、放射線を照射する部屋の外側に設置すれば、撮影者は放射線を照射する部屋の外側に居ながらにして撮影中における乳房の乳房挿入部１０２への挿入状態を把握することができる。したがって、撮影者は、撮影中であっても挿入状態に不具合が発生したことを迅速に把握することができ、より素早く放射線の曝写を終了させることができる。

乳房断層撮影装置はさらに画像処理や装置の制御などのためのコンピュータ１０８と、処理後画像や装置の状態などを表示するための表示装置１０９を備える。コンピュータ１０８は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、ＲＯＭやＲＡＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述の各処理が実行される。表示装置１０９には、たとえば液晶ディスプレイなどの一般的なディスプレイが用いられる。また、表示装置１０９は、コンピュータ１０８に指示を行うための入力装置を兼ねていてもよい。入力装置を兼ねている場合、表示装置１０９はタッチパネルなどで構成される。入力装置を兼ねていない場合は、別途、コンピュータ１０８へユーザの指示を入力するための装置、たとえばマウス、キーボードなどが設けられる。なお、表示装置１０９は挿入表示部１０７を兼ねることも可能である。すなわち表示装置１０９においても、挿入表示部１０７と同じく、乳房の挿入状態の表示するようにしてもよい。挿入表示部１０７や、表示装置１０９のように、乳房の挿入状態を告知する装置を挿入告知部と呼ぶ。

図１（ａ）のような、座位式の乳房断層撮影装置においては、ガントリ１００を支えるためのガントリ保持アーム１１１と、被検者が座位となるための椅子１１２が用意される。また、本実施形態では座位式と臥位式の乳房断層撮影装置が図面で示されたが、被検者が座位と伏臥位以外の体勢を取る装置、たとえば立位で撮影を行う断層撮影装置や仰臥位などにも本発明が適用できることは言うまでもない。なお、本明細書では、図１の１１０に示すように上下左右を定める。つまり、本実施形態における上とは、被検者の頭部側を意味し、下とは、被検者における足の側を意味し、右とは、被検者から見て右と定義し、左とは、被検者から見て左と定義する。

次に、図２を用いて第１実施形態の機能構成を説明する。乳房挿入部１０２、ガントリ正面部１０３、ガントリ側面部１０４、ガントリ背面部１０５で囲まれるガントリ１００の内部（以降、ガントリ内部と称す）は、放射線撮影を行うための装置で構成される。具体的には、ガントリ内部には、放射線源２０１（放射線管球）、放射線検出器２０２、放射線源２０１と放射線検出器２０２を保持するアーム２０３が配置されている。これらの装置は、コンピュータ１０８へ接続されている。なお、ガントリ内部には、その他の装置、たとえば上述した吸引機構を実現するためのポンプなどが設けられてもよい。またコンピュータ１０８をガントリ１００の内部に内蔵することもできる。

アーム２０３には放射線源２０１と放射線検出器２０２が固定される。アーム２０３は回転可能であり、断層画像作成に必要な角度（たとえば３６０度＋コーン角）にわたって回転することが可能である。アーム２０３の回転に必要なモーターなどの機構（不図示）はガントリ１００内部に備えられている。

コンピュータ１０８は、装置制御部２０４、挿入判定部２０５、画像処理部２０６、画像保存部２０７、画面形成部２０８を実現する。コンピュータ１０８は、これらの構成の実現に必要なプロセッサ（ＣＰＵ）や記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ）を備え、プロセッサが記憶装置に格納されたプログラムを実行することで各部の機能が実現される。なお、上記各構成の機能を、それぞれ専用のプロセッサ、記憶装置等をもつ独立したハードウェアで実現してもよい。

装置制御部２０４はアーム２０３の回転を制御する。装置制御部２０４は、アーム２０３の回転に必要なモーターなどと電気的に接続がされており、角度、角速度、角加速度などモーターの回転の状況から現在の回転角を取得する。また装置制御部２０４は放射線源２０１、放射線検出器２０２の動作開始、終了などに関する指示を行う。

挿入判定部２０５は接触検知部１０６、挿入表示部１０７、装置制御部２０４、画像処理部２０６、画面形成部２０８に接続されている。挿入判定部２０５は、接触検知部１０６による接触の検出に基づいて、乳房挿入部１０２への乳房の挿入状態を判定する。また、挿入判定部２０５は、接触検知部１０６による接触の有無あるいは程度を判定し、挿入表示部１０７、装置制御部２０４、画像処理部２０６、画面形成部２０８に対して動作に関する指示を出す。本実施形態において、上述のようにコンピュータを用いて挿入判定部２０５が実現される場合、挿入判定部２０５の実現のためにコンピュータの構成要素、たとえばプロセッサや記憶装置が用いられる。なお、検出された接触に応じた動作指示などについては、後述する。

画像処理部２０６は、取得した画像についてオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正、対数変換等再構成を行うために必要な前処理を行い、その後、再構成を行って、断層像を得る。なお再構成に使うアルゴリズムは特に限定されるものはなく、たとえば、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ることができる。画像処理部２０６は、挿入判定部２０５から送られる接触の程度をもとに、再構成の実行に関する判断を行う。再構成の実行に関する判断については後述する。

画像保存部２０７は、画像処理部２０６にて作成された再構成後の画像（断層像）を保存する。もちろん、必要に応じて再構成前の画像や補正前の画像などを保存してよいことは言うまでもない。また、画像保存部２０７では、各種補正に必要なオフセット画像、ゲイン画像、欠陥の位置を示す画像が保存されており、画像処理部２０６で補正を行う際はこれらの画像が適宜呼び出される。

画像保存部２０７にて画像が保存される時には、挿入判定部２０５で判断された挿入の程度が、保存される画像（再構成後画像、再構成前画像、補正前画像など）と関連付けられる。この挿入の程度と画像の関連付けは、たとえば画像のヘッダ部に最後まで正しく挿入されていた場合は０、そうでない場合は１を埋め込むなどの方法により行われる。また画像とは別のファイルを用意し、その別のファイルに関連付けについての情報と、挿入の程度についての情報を保存するようにしてもよい。また、本実施形態では、挿入の程度についての情報を画像保存部２０７に保存するとしたがこれに限られるものではなく、画像保存部２０７以外の記憶装置に保存されてもよいことは言うまでもない。

画面形成部２０８では、画像保存部２０７にて保存された画像を表示装置１０９に表示するための画像を作成する。画面形成部２０８は、たとえばグラフィックボードなどの画像処理装置で構成される。画面形成部２０８は、他に挿入判定部２０５から受け取った接触状態に関する表示や乳房の挿入状態の告知のための表示を行うことができる。

次に、第１実施形態でガントリ正面部１０３に接触検知部１０６を設ける必要性について詳細に述べる。乳房が十分奥まで挿入された状態とは、乳房がある状態以上には奥には挿入できない時の状態を指す。ここで、ガントリ正面部１０３、特に乳房挿入部１０２の近傍と撮影対象の乳房の周辺部とが接触している時、乳房がその状態以上には奥へ挿入できないことに注意しなければいけない。図３に、その様子を示した。

図３（ａ）においては、ガントリ正面部１０３と被検者１０１（撮影対象の乳房の周辺部３０１と３０２）が接触していない。この場合、被検者１０１は、乳房をより奥まで挿入することが可能である。一方、図３（ｂ）においては、撮影対象の乳房の周辺部３０１と３０２が、ガントリ正面部１０３と接触している。このような場合、撮影対象の乳房の周辺部３０１，３０２が障害となって、乳房をこの状態以上奥に挿入することはできない。

以上のように、ガントリ正面部１０３、特にガントリ正面部１０３のうち乳房挿入部１０２の近傍と、撮影対象の乳房の周辺部３０１，３０２とが接触している場合は、乳房が十分奥まで挿入された状態である。したがって、ガントリ正面部１０３と撮影対象の乳房の周辺部３０１，３０２の接触が予想される部分に接触検知部１０６を設けることで、乳房が奥まで挿入されているかどうかを確認することができる。なお接触検知部１０６としては、接触を検知できればどのようなものでもよく、たとえば圧力が加わると通電する機械的なスイッチやタッチパッド、タッチパネルなど、既存の部品を用いることができる。また、被検者と接触することで接触部の温度変化なども期待できるから、温度を通じて接触を検知するセンサなども接触検知部１０６として利用可能である。

また、接触検知部１０６に距離センサを用いて、各距離センサで検知する距離が、あらかじめ定められた閾値より小さい距離を検知した場合でも接触とみなすことができる。そこで、こうした距離センサも接触検知部１０６（接触検知センサ）として用いることができる。特に物理的な接触を得ることが困難な場合は、こうした距離センサを用いることで、人体の各部位が所定の位置に配置されることをより明確に認識できる。距離センサとしては、たとえば超音波センサや赤外線による距離センサなど一般的な距離センサを用いればよい。以上、ガントリ正面部１０３に接触検知部１０６を設ける必要性について説明した。

次に、接触検知部１０６（接触検知センサ）の配置について述べる。まずガントリ正面部１０３についてより厳密に述べる。ガントリ１００に使用される材料には有限の厚みが存在するため、ガントリ１００を構成する構造としてたとえば図４（ａ）や図４（ｂ）の構造が挙げられる。図４（ａ）では乳房挿入部１０２が乳房周辺部と接触しないが、図４（ｂ）では乳房挿入部１０２を構成する部分の縁が乳房周辺部と接触することになる。この場合、少なくとも図４（ａ）と図４（ｂ）において斜線部で示される部分が撮影対象の乳房の周辺と接触しうるから、少なくともこの斜線部をガントリの正面部（ガントリ正面部１０３）と定義する。また図４（ｃ）の構造では、ガントリ正面部１０３が乳房挿入部１０２の開口へ突出した部分が見られる。この場合突出部分と撮影対象の乳房の周辺が接触するので、少なくとも図４（ｃ）の斜線部をガントリ正面部１０３と定める。

先にも述べた通り、ガントリ正面部１０３、特に乳房挿入部１０２の近傍と撮影対象の乳房の周辺部が接触している時が、乳房が十分奥まで挿入された状態である。ゆえに接触検知部１０６は、できるだけ乳房挿入部１０２の近傍に近付けたほうがよい。特にガントリ１００と乳房挿入部１０２との境界（本実施形態では、ガントリ正面部１０３と乳房挿入部１０２との境界）の近傍や、乳房挿入部１０２への開口を形成する縁の部分４０１は、接触検知部１０６を設ける上で適切な箇所の一つである。一方、接触検知部１０６を乳房挿入部１０２からやや遠ざけた箇所（上記境界や開口の縁からやや遠ざけた箇所）に設置することで、最適な体勢に関する追加の情報や、撮影に関する情報を取得することが可能である。以下、そのような構成について図５と図６を参照して説明する。

正しい姿勢で撮影するためには、被検者の体とガントリ正面部が平行に向かい合っていることが望ましい。そのため、複数の接触検知センサを配置して用いることが好ましい。たとえば、複数の接触検知センサから得られる複数の位置における接触の有無の分布に基づいて、被検者の体勢を判定することができる。図５では、複数の接触検知センサを用いて被検者の体とガントリ正面部が平行に向かい合っていない場合を検知するための方法を解説する。図５では、被検者の体勢がガントリ正面部１０３に対してひねった状態にあり、被検者の体とガントリ正面部１０３との接触面積が小さくなっている場合が例示されている。

図５（ａ）の場合は、４か所の接触検知部１０６のうち、被検者からみて左側の接触検知部１０６のみが接触を検知している。なお、本明細書では、この状態を「左側にひねった体勢」と称する。同様に被検者が体をひねった状態で、右側が左側よりガントリ正面部１０３と近い場合を「右側にひねった体勢」と称する。挿入表示部１０７は、接触検知部１０６によるこのような検出状態（被検者からみて左側の接触検知部１０６のみが接触を検知している状態）を撮影者に提示する。この提示により、撮影者は被検者が体の左側の部分のみガントリ正面部１０３と接触していることが分かり、体の右側の部分もガントリ正面部１０３に接触させるよう被検者に指示することができる。これにより、撮影対象の乳房をより奥まで挿入させることができる。

図５（ｂ）の場合は、４か所の接触検知部のうち、被検者からみて上側の接触検知部１０６のみ接触を検知している。なお、本明細書では、この状態を「前のめりの体勢」と称する。また、被検者の体が後ろに反っている場合は、「後ろ側に反った体勢」と称する。挿入表示部１０７は、接触検知部１０６によるこのような検出状態（被検者からみて上側の接触検知部１０６のみが接触を検知している状態）を撮影者に提示する。この提示により、撮影者は被検者の体の上側の部分のみが接触していることが分かり、被検者の体の下側の部分もガントリ正面部１０３に接触させるよう被検者に指示することができる。その結果、撮影対象の乳房をより奥まで挿入させることができる。

なお、図５の状況が組み合わさった状況、たとえば左側にひねった体勢かつ前のめりの体勢の場合などを検知する場合は、たとえばガントリ正面部１０３の左上、右上、左下、右下に接触検知部１０６を配置することで検知が可能となる。すなわち、左上の接触検知部１０６のみ、あるいは左上の接触検知部１０６と左の接触検知部１０６と上の接触検知部１０６のみが接触を検知した場合、被検者の姿勢が左側にひねった体勢かつ前のめりの体勢であると判定することができる。或いは、各々の接触検知部１０６の検知範囲を広くすることにより、上述の組み合わさった状況を検出するようにしてもよい。その場合、たとえば、左の接触検知部１０６と上の接触検知部１０６が接触を検知した場合に、左側にひねった体勢かつ前のめりの体勢であると判定することができる。

以上のように、挿入判定部２０５は、どの接触検知部１０６によって接触が検知されているかに応じて警告を行うことができる。たとえば図５（ａ）の場合は、体の右部をガントリ正面部１０３に接触させるよう警告し、図５（ｂ）の場合は、体の下部をガントリ正面部１０３に接触させるよう警告することができる。このような警告により、撮影者は、乳房が十分奥まで挿入されていないこと、また被検者の体勢の変更の指針を把握することができる。

図６は、挿入判定部２０５が、接触検知部１０６の接触状況を把握することで撮影している乳房が左の乳房であるか右の乳房であるかを判定する方法を示している。図６の例では、複数の位置における接触の有無の分布に基づいて、被検者の左右の乳房の何れが乳房挿入部１０２に挿入されているかが判定される。図６（ａ）は、被検者から見て右の乳房を撮影している場合の模式図である。この場合は、左右の接触検知部１０６のうち患者から見て右側の接触検知部１０６は接触を検知しない。一方、図６（ｂ）は、被検者から見て左の乳房を撮影している場合の模式図である。この場合は、左右の接触検知部１０６のうち患者から見て左側の接触検知部１０６が接触を検知しない。したがって、挿入判定部２０５は、接触検知部１０６による接触の検知状態から撮影中の乳房が左か右かを判定できる。また、乳房が十分奥まで挿入されているかどうかは、接触を検知しない接触検知部１０６以外の接触検知部１０６がすべて接触を確認しているかどうかを調べることにより判定することができる。

ただしこれらの左右乳房の識別方法では、たとえば被検者の腕部が接触検知部に接触することなどによってしばしば識別に失敗する。その場合のために、別途乳房の左右を撮影者が入力する機構を設けてもよい。たとえば、左右の接触検知部が共に接触を検知した場合は、挿入判定部２０５は、左右乳房の識別に失敗したとして、ユーザによる左右の指定を受け付ける。また腕部が正しい位置に置かれていることを検知するために、腕部の置かれる部分に別の接触検知部を設けておき、撮影乳房の左右を判定するために用いられる接触検知部に腕部がかぶさらないようにしてもよい。腕部の接触検知部はガントリ正面部１０３ではなくガントリ側面部１０４に設けられてもよい。またこうした左右の乳房を識別するために設けられる接触検知部は、たとえば撮影対象でない乳房と接触するように設けることができる。

なお、図１、図５、図６などで示された接触検知部１０６は、図７（ａ）のように複数の接触検知部を設けているが、二次元的な接触の検知（正面部における複数の位置）が可能な接触検知部を用いてもよい。その場合、たとえば図７（ｂ）のように接触検知部１０６を配置することができる。この場合の接触検知部１０６としてはたとえばタッチパッドやタッチパネルを用いることが挙げられる。二次元的な接触の検知から得られる、複数の位置における接触の有無の分布に基づいて、被検者の体勢を判定したり、被検者の左右の乳房の何れが前記乳房挿入部に挿入されているかを判定したりすることができる。また、接触検知部１０６が複数設けられている場合、複数の接触検知部１０６のうち、接触を検知していない部分を接触の無い部分として挿入表示部１０７や表示装置１０９に表示を行う。

次に第１実施形態の処理の流れを、図８を用いて説明する。まずＳ８０１にて被検者の撮影対象の乳房が乳房挿入部１０２に挿入される。上述したように、撮影対象の乳房が十分奥まで挿入されている場合は、ガントリ正面部１０３に取り付けられた接触検知部１０６が撮影対象の乳房の周辺部の接触を検知する。したがって、Ｓ８０２にて、挿入判定部２０５は、接触検知部１０６から送られる情報をもとに、挿入完了の判定に必要な接触検知部すべてが人体と接触しているかどうかを判定する。

ここで、挿入完了の判定に必要な接触検知部とは、乳房が十分奥まで挿入されており、かつ被検者が正しい姿勢のときに、接触しているべき接触検知部のことを言う。一例としては、撮影対象の乳房直近に設けられた接触検知部１０６は、正しい姿勢の時はすべて接触を検知するはずであるから、こうした接触検知部１０６は必要な接触検知部とされる。他方、図６（ａ）の場合のように、患者から見て右の乳房の撮影時はガントリ正面部１０３の左側の接触検知部は接触を検知していない。こうした接触検知部は必要な接触検知部でない。以上のような、挿入完了の判定に必要な接触検知部の定義は、あらかじめ挿入判定部２０５により情報として保持されており、撮影状況に応じて必要な定義が呼び出される。

Ｓ８０２で行われた接触判定結果において必要な接触検知部すべてが接触している場合、挿入判定部２０５は、Ｓ８０３にて挿入完了を表示し、そうでない場合はＳ８０４にて挿入未完了を表示する。なお、挿入完了、挿入未完了は挿入表示部１０７や、表示装置１０９にて表示される。挿入表示部１０７がランプで構成されている場合は、一例として挿入未完了のときは赤色光、挿入完了のときは緑色光を発するように設定される。また、挿入表示部１０７がディスプレイなどで構成される場合は、挿入未完了、挿入完了の判定結果に応じたメッセージを表示するようにする。表示装置１０９においても、挿入未完了、挿入完了の判定結果に関して同様の表示が行われる。また、挿入表示部１０７や表示装置１０９において、体勢の修正に関する指針が表示されるようにしてもよい。

Ｓ８０５ａにて撮影開始の指示がなされると、Ｓ８０５ｂに進み、挿入判定部２０５は装置制御部２０４に撮影の開始を指示する。すなわち、挿入判定部２０５は、放射線源２０１に放射線の照射を開始させるとともに装置制御部２０４によるアーム２０３の回転を開始させ、放射線検出器２０２による投影画像の取得を開始する。撮影開始の指示がなされていなければ、処理はＳ８０１に戻る。なお、図８では、挿入完了でも挿入未完了でも撮影開始の指示を受け付けることができるようにしているが、これに限られるものではない。たとえば、Ｓ８０４で挿入未完了を表示した後、処理をＳ８０１へ戻し、通常の撮影開始の操作を受け付けないようにしてもよい。この場合、挿入完了の確認が取れていなくても強制的に撮影を開始させるための操作を別途規定しておくことが望ましい。

Ｓ８０６において、挿入判定部２０５は、撮影中において必要な接触検知部による接触の検知が継続しているかを判定する。必要な接触検知部による接触の検知ができなかった場合は、撮影中の被検者の体動などにより接触が失われたことを意味する。そこで、処理はＳ８０７ａへ進み、挿入判定部２０５は、表示装置１０９や挿入表示部１０７を用いて挿入未完了の警告メッセージを提示する。さらにＳ８０７ｂにて、挿入判定部２０５は、挿入未完了状態で撮影を継続するか否かを判定する。挿入未完了状態では撮影を継続しない場合、処理はＳ８０９ａへ進み、挿入判定部２０５は装置制御部２０４に撮影の停止を指示し、撮影を終了する。他方、Ｓ８０７ｂにおいて挿入未完了状態でも撮影を継続すると判定された場合は、処理はＳ８０８へ進む。

なお、撮影中に挿入未完了となった場合に撮影を継続するか強制終了を行うかは、ユーザにあらかじめ設定させておくようにしてもよい。或いは、Ｓ８０７ｂにおける撮影の強制終了を行うかどうかの判定をユーザに指示させるようにしてもよい。この場合、挿入未完了の警告発生後に、ユーザが撮影を継続するか否かを選択できるようになる。また、接触検知部１０６が複数存在する場合、強制終了の有無のより詳細な条件を、別途定めることができるようにしてもよい。たとえば、すべてのセンサの接触がないときのみ強制終了を行い、一か所でも接触が感知されている場合は撮影を継続するというようにＳ８０７における判定の条件を定めることができる。また、たとえば撮影対象の乳房の直近のセンサの接触がない時は強制終了を行い、乳房の直近のセンサは接触しているが図５の様な体のねじれなどの姿勢を検知するセンサの接触がないときには警告表示を行うものの撮影は継続する、というようにしてもよい。

Ｓ８０８において、挿入判定部２０５は、ユーザによる撮影終了の指示、またはアーム２０３が断層像撮影に必要な角度の回転を実行したことにより撮影終了を判定する。撮影終了と判定された場合、Ｓ８０９ａにおいて挿入判定部２０５は装置制御部２０４に撮影の停止を指示し、撮影を終了する。なお、上述した撮影終了までのＳ８０１〜Ｓ８０９ａの処理において、挿入判定部２０５は常時リアルタイムに接触の感知を監視している。次に、Ｓ８０９ｂにおいて、挿入判定部２０５は、Ｓ８０９ａで実行された撮影の終了が、撮影動作の完了によるものか強制終了によるものかを判定する。強制終了でない場合（撮影動作の完了の場合）は、再構成に必要なデータが十分に取得できたことを意味する。したがって、処理はＳ８１３に進み、画像処理部２０６による再構成を実行し、断層画像を作成する。

ステップＳ８０９ｂにおいて強制終了と判定された場合は、Ｓ８１０にて挿入判定部２０５は装置制御部２０４から撮影角度範囲を取得する。撮影角度範囲は、強制終了時点での撮影角度を、装置制御部２０４が取得することによって求められる。Ｓ８１１にて再撮影を行うかどうかについて、放射線技師などの撮影者からの指示を受け付ける。このとき、挿入判定部２０５は、表示装置１０９にＳ８１０で取得した撮影角度範囲や、その撮影角度範囲において再構成が可能か否かの判定結果を表示するようにしてもよい。なお、再構成が可能か否かの判定は画像処理部２０６が行う。

撮影者から再撮影を行わないという指示を受け付けた場合、処理はＳ８１２へ進む。画像処理部２０６は、再構成が可能と判断した場合は、Ｓ８１３にて再構成を行い、また、再構成不可能と判断された場合は再構成を行わず撮影を終了する。なお、Ｓ８１３における再構成では、Ｓ８１０で取得した撮影角度範囲をもとに、撮影した投影画像を再構成で使用するか否かを判定し、必要最小限の画像のみで再構成が行われる。これにより、動きアーチファクトの少ない再構成が可能になる。

以上のように、第１実施形態の乳房断層撮影装置によれば、乳房の大きさに依存せずに、乳房が十分奥まで挿入されていることを正確に確認することができ、人体の体動の検知を、より少ない記憶容量、かつ簡便な方法にて行うことができる。すなわち、第１実施形態では、乳房周辺部とガントリ正面部１０３との接触を調べることにより挿入状態を判断するので、乳房の大きさに依存せず、したがって特許文献１の方法と比較してより正確に乳房の挿入を確認することができる。また挿入の確認のための放射線撮影が不要であり、特許文献２の方法と比較して被ばく線量を低減することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、乳房とガントリ正面部１０３との接触の有無により乳房挿入部１０２への乳房の挿入状態を判定した。第２実施形態では、接触の有無だけでなく接触の圧力を判定できる接触検知部１０６を用いて、乳房とガントリ正面部１０３との接触の強度やばらつきを調べる。第２実施形態では、たとえば、複数の位置における被検者による接触の圧力を検出し、複数の位置における圧力のばらつきおよび・または平均値に基づいて乳房挿入部１０２への乳房の挿入状態が判定される。これによって被検者の動きをより精度よく観察し、より正確な乳房の挿入状態および撮影可否判断を可能にする。なお、第２実施形態による乳房断層撮影装置の構成は第１実施形態（図１、図２）と同様であるが、上述したように接触検知部１０６として接触判定の有無だけでなく接触の圧力が判定できる接触検知センサが用いられる。

接触の圧力が判定できるようなセンサは、図１、図２と同様に複数設けられる。センサを複数設けることにより、すべてのセンサから得られた圧力値の平均値だけでなく、圧力値のばらつき（たとえば、平均値との差や、標準偏差）を求めることができるようになる。また接触検知部１０６が、図７（ｂ）のように一つの接触検知センサで構成されている場合は、この一つの接触検知センサ内で圧力の分布やばらつきを見ることができるものとする。また、標準偏差などのばらつきの計算は、挿入判定部２０５が行うものとする。本実施形態では、この計算はコンピュータ１０８内のプロセッサや記憶装置を用いて行われる。

さらに、本実施形態では、検知した圧力があらかじめ定められた閾値より低い部分を接触の弱い部分として挿入表示部１０７や表示装置１０９に表示を行う。また、挿入表示部１０７や表示装置１０９にて表示を行う際は、閾値を複数設け、それぞれ異なる閾値ごとに挿入表示部や表示装置にて表示する色を変更することも可能である。また、それらの閾値は、各位置における接触検知部１０６ごとに設定されてもよい。

次に、図９のフローチャートを参照して、第２実施形態による乳房断層撮影装置の動作を説明する。なお、以下の例では、挿入未完了、挿入完了の判定が、圧力の平均値と標準偏差に基づいて行なわれる。図９のフローチャートにおいて第１実施形態（図８）と同様の処理ステップについては、同一の参照番号を付してある。

第１実施形態と同様に乳房挿入後、Ｓ９０１にて挿入判定部２０５が挿入判定を行う。第１実施形態では、挿入完了の判定は接触検知部１０６により検知される接触の有無に基づいて行われたが、第２実施形態では複数の接触検知部１０６からの圧力値に基づいて行われる。すなわち、圧力値の平均値Ｅ_ｐが閾値Ｔ_ａ１を超え、かつ圧力分布のばらつき（標準偏差σ_ｐ）が閾値Ｔ_Ｓ１を下回った場合に挿入完了していると判定し、処理をＳ８０３へ進める。なお圧力分布のばらつきとして標準偏差を用いたがこれに限られるものではなく、ばらつきを表す量ならどのような量でも良い。

標準偏差は、各センサの接触の圧力と、全センサの接触の圧力の平均から導出する。図１のように接触検知部が４つある場合は、それぞれのセンサの値をｐ_ｉ（ｉ＝１，２，３，４）、平均値をＥ_ｐとして、以下の式により求める。

同様に、Ｓ９０２、Ｓ９０３の挿入完了／挿入未完了の判定においても、平均値Ｅ_ｐと標準偏差σ_ｐをもとめて、閾値Ｔ_ａ２、Ｔ_Ｓ２、Ｔ_ａ３、Ｔ_Ｓ３と比較し、接触判定を行う。他の処理は第１実施形態と同様である。なお、第２実施形態においても座位式と臥位式の乳房断層撮影装置ともに適用できることは言うまでもない。また、Ｓ９０３における閾値Ｔ_ａ３、Ｔ_Ｓ３は、挿入未完了と判定されても撮影を継続するための許容値であり、閾値Ｔ_ａ３、Ｔ_Ｓ３を撮影者が任意の値を設定できるようにしてもよい。

以降、平均値と標準偏差を求めて接触判定する際の利点を述べる。安定した姿勢では、複数の接触検知部にある程度の大きさの、均等な力が加わる。一方不安定な姿勢では力が不均一に加わる。たとえば接触検知部のうち上部に大きな圧力を検知する場合には姿勢が若干前のめりであることを意味する。したがって、接触検知部１０６から得られる圧力の値のばらつきが大きいときは、姿勢が不安定であり、撮影にふさわしくない状態である。第２実施形態によれば、接触の圧力の分布を調べることで、体勢が安定しているかどうかの判定をより精度よく行えるようになり、第１実施形態の場合と比較してより効果的に写損を防止することができる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態、第２実施形態では、ガントリ正面部１０３に接触検知部１０６を配置して乳房の乳房挿入部１０２への挿入状態を判定した。第３実施形態では、乳房挿入部１０２内に照度検知センサを設け、検出された照度に基づいて乳房挿入部１０２への乳房の挿入状態を判定する。第３実施形態によれば、第１、第２実施形態と比較してより簡便な構成で挿入状態を判定可能とした構成が提供される。

第３実施形態による乳房断層撮影装置の構成は第１実施形態（図１、図２）と同様であるが、接触検知部１０６は存在せず、図１０に示されるように、照度（光の強度）を測る照度検知部１００１が乳房挿入部１０２の内部に設けられた構成が用いられる。一般に、乳房断層撮影装置は、照明のある明るい部屋の中に置かれる。したがって、乳房挿入部１０２の内部は、乳房未挿入時は部屋の照明のためある程度の照度がある一方、挿入後は乳房挿入部１０２が撮影対象の乳房により覆われるため、乳房挿入部内は暗くなり、照度が低くなる。よって、第３実施形態の乳房断層撮影装置では、乳房挿入部１０２の内部に照度検知部１００１を設け、内部の照度を監視することで乳房の挿入有無を検知する。なお、照度検知部１００１は照度検知センサであり、フォトダイオードやイメージセンサなど光を検知するデバイスが用いられる。

照度検知部１００１の配置位置について図１２を用いて説明する。照度検知部１００１が一つの場合は、図１２（ａ）のように乳房挿入部１０２の底面の中央に配置される。一方、この配置では、光の漏れやすい部分、つまり乳房挿入部１０２とガントリ正面部１０３の境界付近の光に対する感度が弱くなる。そこで照度検知部１００１を複数設けることのできる場合は、たとえば図１２（ｂ）に示すように、乳房挿入部１０２とガントリ正面部１０３の境界付近に照度検知部１００１を複数設ける。これにより、境界付近の照度の変化をより的確にとらえることができる。

次に、図１１のフローチャートを参照して、第３実施形態による乳房断層撮影装置の動作を説明する。なお、図１１のフローチャートにおいて第１実施形態（図８）と同様の処理ステップには同一の参照番号を付してある。第１実施形態ではＳ８０２、Ｓ８０６にて挿入完了を接触で判定していたが、第３実施形態では代わりにＳ１１０１、Ｓ１１０２にて挿入完了・挿入未完了を乳房挿入部内の照度で判定する。

Ｓ８０１にて乳房を挿入中、挿入判定部２０５は、照度検知部１００１を用いて乳房挿入部１０２内の照度を監視し続け、検出された照度と閾値との比較により、乳房挿入部１０２への乳房の挿入状態を判定する。たとえば、照度Ｅ_Ｌが閾値Ｔ_Ｌ未満になった場合、Ｓ８０３にて挿入完了を表示し、そうでない場合はＳ８０４にて挿入未完了を表示する。Ｓ８０５ｂで撮影が開始された後も、Ｓ１１０２にて絶えず乳房挿入部１０２内の照度を監視し続ける。そして照度Ｅ_Ｌが閾値Ｔ_Ｌ以上となった場合、Ｓ８０７ａにて挿入判定部２０５が警告を表示する。また、この場合、第１実施形態と同様に撮影を強制終了することも可能である。

なお、図１１ではＳ８１０、Ｓ８１２で行われる撮影角度範囲取得と撮影角度判定を省略したが、第１実施形態と同様にこれらの処理を実行することも可能である。照度の大きくなった（つまり乳房の外れた）時間を記録することで撮影角度範囲を求めることができるからである。また、第１実施形態のように、Ｓ８１３の再構成において用いる画像の判断を行えることも明らかである。また、第３実施形態が座位式と臥位式の乳房断層撮影装置ともに適用できることは言うまでもない。

第３実施形態と第１、第２実施形態を比較した場合、乳房の挿入検知がセンサ１つから可能であるという点は、第３実施形態が優位な点である。一方照度が低い場合でも、照明が暗い場合など、必ずしも乳房が奥まで挿入されているとは限らないので、検知の確実性では第１、第２実施形態の方が優位である。
＜第４実施形態＞
第４実施形態では、特許文献３で述べられているような乳房の吸引機構が装備されている乳房断層撮影装置において、乳房挿入部１０２内の気圧に基づいて乳房挿入部１０２への乳房の挿入状態が判定される。撮影対象の乳房が乳房挿入部１０２へ挿入されている場合は、挿入された乳房により乳房挿入部１０２が密閉され、吸引時に内部の気圧が低下する。その気圧の低下を検知することで乳房の挿入有無を検知することが可能になる。

図１３に、第４実施形態の構成図を示す。第４実施形態による乳房断層撮影装置の構成は第１実施形態（図１、図２）と同様であるが、第１実施形態と比較して、接触検知部１０６の代わりに、気圧検知部１３０１が設けられている。すなわち、乳房挿入部１０２の内部の気圧を検知する気圧検知部１３０１と、乳房挿入部１０２を減圧するための吸引機構であるポンプ１３０２が設けられている。また乳房挿入部１０２は正しく挿入された乳房により密閉されており、真空状態を保つことが可能である。

なお、挿入判定部２０５は、真空ポンプの稼働を開始してからの経過時間を測定するためのタイマが含まれる。このタイマは、コンピュータによりソフトウェア的に実現してもかまわないし、ハードウェアで実現してもかまわない。他の構成は第１実施形態、第２実施形態と同様である。

次に、第４実施形態による乳房断層撮影装置の動作を図１４のフローチャートを参照して説明する。なお、図１４のフローチャートにおいて第１実施形態（図８）と同様の処理ステップには同一の参照番号を付してある。Ｓ８０１にて乳房挿入後、放射線技師などの撮影者は、入力装置を兼ねた表示装置１０９を用いて、吸引の開始を指示する。吸引開始が指示されると、Ｓ１４０１にてポンプ１３０２が稼働開始し、乳房挿入部１０２内を真空（低圧）にする。

被検者がガントリ正面部と正しく接触している場合は、乳房挿入部１０２は撮影対象の乳房により密閉されるため、内部の気圧が低下する。Ｓ１４０２、Ｓ１４０３により、ポンプの稼働開始から所定時間内に乳房挿入部１０２の内部の気圧が閾値以下になったか否かが判定され、この判定に基づいて挿入状態が判定される。Ｓ１４０２にて、挿入判定部２０５は、気圧検知部１３０１を用いて、乳房挿入部１０２の内部の気圧の低下を監視し続ける。なお乳房挿入部１０２内部の気圧の状態は、挿入表示部１０７や表示装置１０９などにリアルタイムに表示される。撮影者は、リアルタイムに表示される乳房挿入部１０２内部の真空状態（気圧）を確認することで、吸引時に減圧が正常であるか否かを逐次観察することが可能である。

一定時間Ｔ_０内で気圧の低下があらかじめ定められた閾値Ｐ_０を下回った場合、挿入判定部２０５は、吸引が十分に行われた、すなわち挿入完了と判定する（Ｓ１４０２、Ｓ１４０３）。この場合、処理はＳ１４０４へ進み、挿入判定部２０５はポンプ１３０２による吸引を停止し、吸引完了および／または挿入完了を挿入表示部１０７や表示装置１０９に表示する。一方、一定時間Ｔ_０が経過した後も気圧が閾値Ｐ_０を下回らない場合は、乳房挿入部１０２が密閉されておらず、したがって被検者とガントリ正面部１０３が正しく接触していないことを意味する。すなわち、吸引開始からの経過時間を監視し、一定時間Ｔ_０経過しても気圧がさがらない場合、挿入判定部２０５は吸引を停止し、吸引未完了および／または挿入未完了を挿入表示部１０７や表示装置１０９に表示する（Ｓ１４０５）。

撮影開始後も、Ｓ１４０６にて、挿入判定部２０５は乳房挿入部１０２内の気圧を監視し続ける。この監視中に、気圧がＰ_０以上になった場合は、外部から空気が乳房挿入部１０２の内部に流入していることがわかる。これは撮影対象の乳房が乳房挿入部１０２から外れ、密閉状態を維持できなくなったことを意味する。この場合、処理はＳ８０７ａへ進み、挿入判定部２０５は警告の表示を行い、Ｓ８０７ｂで撮影を継続するか否かを判定する。

なお、被検者がガントリ正面部１０３から体を離すために体をそらす場合、乳房が装置に固定されている一方、乳房挿入部１０２内における乳房の占める体積が減少するから、乳房挿入部１０２内の空洞の体積が増加する。そのため、乳房挿入部１０２内部の圧力が撮影開始時よりさらに減少する。これを監視するために、Ｓ１４０６では気圧検知部１３０１からの圧力値と下限値Ｐ_１との比較を行う。そして、乳房挿入部１０２の内部の圧力が下限値Ｐ_１を下回った場合も処理をＳ８０７ａに進める。

なお、第４実施形態が座位式と臥位式の乳房断層撮影装置ともに適用できることは言うまでもない。また、図１４のフローチャートではＳ８１０、Ｓ８１２の処理を省略しているが、第４実施形態でも同様の処理を実行できることは明らかである。

以上のように、第４実施形態では、一つのセンサで乳房挿入の状態を判定できるという利点がある。また、乳房挿入部１０２の内部に設けられている限り、気圧検知部１３０１の配置は制限されない点も利点である。但し、真空ポンプ等の吸引装置がない場合には、第４実施形態を用いることはできない。

＜第５実施形態＞
第１〜第４実施形態では、物理的な量（接触の有無、接触の圧力、照度、気圧）の検知を用いたが、第５実施形態では、接触検知部等を設けずに乳房の挿入状態を判定する構成を説明する。より、具体的には、第５実施形態では、断層撮影に先立って乳房の放射線画像をあらかじめ撮影を行うこと（この時撮影された画像を前画像と呼ぶ）で乳房の挿入度合いを確認する構成を説明する。また、断層撮影中では画像のうち撮影対象の含まれていない部分を比較することで乳房の挿入の度合いを逐次確認する構成を説明する。

図１５に、第５実施形態の構成図を示す。第５実施形態による乳房断層撮影装置の構成は第１実施形態（図１、図２）と同様であるが、接触検知部１０６は設けられていない。第５実施形態の挿入判定部２０５は、撮影開始前は前画像により乳房の乳房挿入部１０２への挿入状態を検出し、撮影中は、素抜けの画素数を計数して、以前に撮影された素抜けの画素数との比較を行うことで挿入状態を連続的に判定する。

なお、第１実施形態と同様に挿入判定部２０５による挿入状態の判定の結果（挿入完了／挿入未完了）は挿入表示部１０７や表示装置１０９に表示され、撮影者は挿入表示部１０７や表示装置１０９に表示される情報をもとに、乳房の挿入状態を判断する。これに加えて第５実施形態では、表示装置１０９などに前画像や断層撮影中の画像が表示される。撮影者は、これらの表示を通じて乳房が正しく挿入されているか否かを判断できる。

次に、第５実施形態による乳房断層撮影装置の動作を図１６のフローチャートを参照して説明する。なお、図１６のフローチャートにおいて第１実施形態（図８）と同様の処理ステップには同一の参照番号を付してある。Ｓ８０１にて乳房を挿入後、Ｓ１６０１にて乳房の挿入状態を確認するための前撮影を開始するか否かを判定する。なお、前撮影の開始は撮影者により支持されるものとする。こうした断層画像撮影前に、位置合わせ等のために１枚以上の画像を取得する撮影はスカウト撮影と呼ばれる。たとえば特許文献４には、スカウト撮影として被写体のＡＰ方向とラテラル方向の２方向から撮影を行うことが記載されている。

前撮影の開始が指示されると、挿入判定部２０５は第１の方向からの放射線画像と、第１の方向とは異なる第２の方向（好ましくは第１の方向と直交する方向）からの放射線画像を含む少なくとも２枚の前画像を取得する。本実施形態では、Ｓ１６０２にて挿入判定部２０５は装置制御部２０４を用いて、放射線を上から下に照射して放射線画像を取得する。次に、Ｓ１６０３にて、挿入判定部２０５は装置制御部２０４を用いて、アーム２０３を９０度回転させた後に放射線を右から左に放射線を照射し、画像を取得する。もちろん、放射線の照射方向は下から上、左から右でもかまわない。なお上、下、右、左の定義は図１に従う。

その後Ｓ１６０４にて、撮影した二枚の前画像を表示装置１０９に表示する。前画像を表示する際には、画像処理部２０６にてオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正、階調処理など画像処理が適宜行われる。放射線技師などの撮影者は、上から下に照射することで取得した前画像を確認することで、撮影対象の乳房のうち左右の挿入状況を確認することができる。同様に、右から左に照射することで取得した前画像を確認することで、撮影者は撮影対象の乳房のうち上下の挿入状況を確認することができる。

上記前撮影では、取得画像が１枚の時と比べ、取得画像を異なる角度から２枚取得することで位置判定をより正確に行うことができる。たとえば、図１７（ａ）のように、被検者が前のめりの体勢の状況を考える。この時、放射線の照射方向が上から下のみの１条件のみの撮影（図１７（ｂ）に相当する）の場合は、正しい姿勢の時の乳房の大きさより小さくなるものの、そのほかの判別が難しい。図１７（ｂ）に放射線が上から下に照射した時の画像の模式図を示した。

一方放射線を右から左にも照射した場合の取得画像を図１７（ｃ）に示す。放射線を右から左にも照射した場合は、欠損部１７０３に示すように、胸壁付近の一部の欠損を画像で容易に確認することができる。それゆえ被検者が前のめりの姿勢であることが容易に判別できる。同様に、被検者の体の右側・左側のみが接触している場合は、放射線を上から下に照射した時の画像（図１７（ｂ））によりそのような場合を判別することができる。

なお、放射線の照射方向について、上記実施形態では放射線の照射方向を上から下と右から左としたが、一般にある程度異なる角度をもつ２方向から撮影することで、同様の効果を期待できる。ただし、放射線方向として上下方向（被検者の体軸方向）と左右方向（被検者の体軸に直交する方向）を用いた場合、撮影者にとって撮影状況の認識が、その他方向から放射線が照射された場合より容易となる。ゆえに放射線が上下方向、左右方向に照射された時の前画像を表示するのが望ましい。また、上記で９０度異なる角度としたがこれに限られるものではない。たとえば、乳房の挿入有無の判別可能な角度、たとえば８５度異なる角度で撮影しても同様の効果が発揮される。

また、３枚以上の画像を前画像として撮影することも可能ではあるが、撮影枚数が多くなるにつれて被検者の被ばく線量は増加し、かつ撮影者も多くの画像を確認することとなるので、前画像の撮影枚数が増加することは好ましくない。したがって、前画像の撮影枚数は必要最小限にとどめるべきであり、本実施形態では２枚の前画像を用いている。

撮影者が画像を確認した後撮影開始の指示を行うと処理はＳ８０５ａからＳ１６０５へ進む。Ｓ１６０５からＳ１６０９では、挿入判定部２０５が、今回の投影画像と前回の投影画像について計数された素抜けの画素数の差に基づいて乳房挿入部１０２における乳房の挿入状態を判定する。本実施形態では、今回と前回とにおける素抜けの画素数の差が所定範囲内にあるか否かに基づいて挿入状態が判定される。

まず、Ｓ１６０５とＳ１６０６にて１枚目の画像が取得され、画素値があらかじめ定められた閾値Ｔ_ｐ以上となる画素の画素数を数える。閾値Ｔ_ｐは、画素が、撮影画像のうち撮影対象の乳房がない部分（以降、素抜け部分という）であるかどうかの判定に用いられる値である。すなわちある画素の画素値がＴ_ｐより大きい場合はその画素は素抜けの画素であり、そうでない場合は乳房が撮影されていると判断する。この素抜けの画素の数は変数Ｎ_{Ｔｐ，ｉ−１}に保存される。以降Ｎ_{Ｔｐ，ｉ−１}には1フレーム前の画像の素抜けの数が保存される。

次に、Ｓ１６０７とＳ１６０８にて同様に２枚目の画像を取得し、閾値Ｔ_ｐを用いて素抜けの画素の数を数える。この素抜けの画素数は、変数Ｎ_Ｔｐ，ｉに格納される。以降Ｎ_Ｔｐ，ｉには現在フレームの画像における素抜けの画素数が保存される。

なお、閾値Ｔ_ｐの決定方法の一態様として以下の方法がある。たとえば撮影領域の一部を関心領域（ＲＯＩ）として、その関心領域における画素値の代表値（平均値、メディアン等）と標準偏差を求め、代表値から画素値が一定値だけ低いところを閾値Ｔ_ｐとする。ここで、一定値は標準偏差をもとに決定される。また、関心領域は、乳房ができるだけ写らない部分、たとえば図１８における領域１８０１のように、被検者からみて奥側の角の一部分を関心領域とすればよい。その他、あらかじめ複数の撮影条件における素抜けの値を記憶し、記憶した値をもとに素抜けの値を計算する方法などが閾値Ｔ_ｐの決定方法として利用可能である。

次にＳ１６０９にて、１枚目の画像の素抜けの画素数Ｎ_{Ｔｐ，ｉ−１}と、2枚目の画像の素抜けの画素数Ｎ_Ｔｐ，ｉについて、その差を閾値Ｔ_１、Ｔ_２と比較する。素抜けの画素数の差が閾値Ｔ_１を超えた場合、あるいは閾値Ｔ_２を下回った場合は、乳房が乳房挿入部１０２から外れた、あるいは乳房の挿入が正しく行われなかったとして挿入未完了と判定され、撮影を終了（強制終了）する。また、１枚目の画像の素抜けの画素数Ｎ_{Ｔｐ，ｉ−１}と、２枚目の画像の素抜けの画素数Ｎ_Ｔｐ，ｉとの差が負の場合（素抜けの画素数が極端に減少した場合）にも撮影を終了（強制終了）する。もちろんＳ１６０９にて、たとえば第１実施形態のＳ８０７ａ、Ｓ８０７ｂのように挿入未完了状態で警告を発し、撮影の継続を選択できるようにしてもかまわない。

ここで、前後の撮影画像における素抜けの画素数の差を閾値を比較することで乳房の挿入状態を確認できる理由を述べる。乳房が乳房挿入部１０２の奥まで挿入されている状態では、撮影画像における乳房の面積が最も大きくなり、したがって素抜けの部分が最も少なくなる。一方、乳房が乳房挿入部１０２から外れた場合は、画像に何も存在しないので、画像はほとんど素抜けとなる。ゆえに、素抜けが極端に増加した場合は、乳房が乳房挿入部から外れたとみなすことができる。

一方素抜けが減少する場合は、撮影開始時は乳房が奥まで挿入されていなかった一方、体が動くことで乳房が撮影開始時より奥まで挿入され、その結果素抜けが減少したと考えられる。ゆえに、素抜けが極端に減少した場合は、乳房が当初より奥まで挿入された、すなわち撮影開始時に乳房が奥まで挿入されていなかったことを意味する。

なお直前の画像と現在の画像では、撮影角度が異なるため乳房が静止していた状態でも素抜けの個数は変化するが、その変化は乳房が外れた場合の変化と比較して小さい。したがって、閾値Ｔ_１、Ｔ_２は撮影角度による素抜け個数の変化に対しては、それらの範囲内に収まるように定められる。なお、Ｓ１６０９の判定を、差の絶対値を用いて行ってもよい。その場合、たとえば、｜Ｎ_Ｔｐ，ｉ−Ｎ_{Ｔｐ，ｉ−１}｜＜Ｔ_１を判定することになり、閾値は一つで済む。

Ｓ１６０９にて素抜けの数の判定が行われた後、２枚目の画像の素抜けの数と３枚目の画像の素抜けの数を比較するために、２枚目の画像の素抜けの数Ｎ_Ｔｐ，ｉを、次のフレームにおける１フレーム前の素抜けの画像の画素数として、Ｎ_{Ｔｐ，ｉ−１}に保存する。

以降、３枚目から撮影終了まで、Ｓ１６０７からＳ８０８までのプロセスを繰り返す。その繰り返しの間に、ｎ枚目において、Ｓ１６０８にて素抜けの数を求めてＮ_Ｔｐ，ｉに保存し、ｎ−１枚目の画像の素抜けの数が保存されているＮ_{Ｔｐ，ｉ−１}との差が閾値以上になったら、挿入判定部２０５は撮影を強制終了する。そうでない場合、Ｓ１６１０にて、挿入判定部２０５はｎ枚目の素抜けの画素数を、次のフレームにおける１フレーム前の素抜けの画像の画素数として用いるために、Ｎ_{Ｔｐ，ｉ−１}に保存する。

撮影終了後は、Ｓ８０９ｂにて撮影が強制終了の有無を判断し、強制終了でない場合は、Ｓ８１３にて再構成を行って断層画像を作成する。この時に、Ｓ１６０２、Ｓ１６０３にて撮影された前画像を再構成に用いてもよい。作成された断層画像は表示装置１０９に表示され、撮影者は断層画像をもとに、Ｓ１６１１において再撮影の要否を判断する。なお、本実施形態では強制終了時は断層画像撮影を行っていないが、第１実施形態におけるＳ８１２のように、強制終了された時の撮影角を記憶しておき、強制終了時でも断層画像作成が可能な場合は断層画像を生成するようにすることもできる。また、図１６では図８のＳ８１０、Ｓ８１２の処理を省略しているが、第５実施形態でも同様の処理を実行できることは明らかである。

フレームレート・回転速度などの撮影速度によっては、本実施形態で示したような直前の画像と比較するよりも、ある程度離れた過去の画像、たとえば２枚前の画像と比較する方が望ましい場合がある。したがって、挿入判定部２０５は、撮影速度によって比較する画像を調整するようにしてもよい。

また、本実施形態では素抜けを用いて乳房の挿入状態を確認したが、同様に撮影対象の乳房の画素数を閾値と比較することで挿入状態を確認するようにしてもよい。また本実施形態では画素数の差を直接比較したが、たとえば、数２に示されるような前フレームＮ_{Ｔｐ，ｉ−１}の素抜けの画素数で規格化した後の画素数の差を閾値との比較に用いてもよい。

以上のように、第５実施形態では、放射線源２０１と放射線検出器２０２を乳房挿入部１０２に対して回転させて断層像を得るための撮影を繰り返すことで得られた投影画像について、所定の画素値を超える画素数が計数される。そして、今回の投影画像と過去の投影画像について計数された画素数の差に基づいて乳房挿入部１０２における乳房の挿入状態が判定される。このうように画像を処理することで乳房挿入の有無を判定することができ、接触検知部などの検知装置が不要となる利点がある。また本撮影前に放射線撮影を行うことから、乳房挿入部１０２の内部を撮影者が直接観察することができるという利点もある。また、撮影中において直前の画像の情報として必要なのは素抜け画素の画素数であり、直前の画像すべてが必要となる特許文献２の方法と比べて、記憶装置の容量を削減することができる。また、特許文献２と異なり、画素ごとの減算の必要がなく、処理が高速である。一方、第１〜第４実施形態と異なり、放射線による前画像の撮影を行うため、被ばく量の増大が懸念されるが、前画像を本画像の再構成に使用して本画像撮影時の撮影を減らすことで被ばく量の増加を低減することが可能となる。なお、第５実施形態が座位式と臥位式の乳房断層撮影装置ともに適用できることは言うまでもない。

以上、第１実施形態から第５実施形態まで、乳房の乳房挿入部１０２への挿入状態を確認する方法が示されたが、これらの方法を組み合わせることでより効果的に乳房の挿入具合を確認できることは言うまでもない。たとえば第４実施形態を単独で実施する場合は、乳房の挿入有無の判定のためにはあらかじめ時間閾値Ｔ_０だけ待機する必要がある。しかしながら、第１実施形態の構成と組み合わせることで、被検者の体部とガントリ正面部１０３との接触不良による挿入失敗をあらかじめ判定することができるから、不要な吸引の実行を防ぐことができる。正しい姿勢の場合は、第１実施形態による体部の接触判定の他に、気圧検知部１３０１からの気圧値から被検者の体部とガントリ正面部１０３との密着が判定できるため、第１、第４実施形態を単独で実施するよりも正確な判定を行える。

また、たとえば第１実施形態と第５実施形態を組み合わせて実施する場合は、被検者の体部とガントリ正面部１０３との接触不良による挿入失敗を、放射線画像取得前にあらかじめ判断できるので、前画像取得のための不要な被ばくを防止することができる。また体部による接触判定の他に、事前に前画像による確認ができることから、乳房の挿入状態について、第１、第５実施形態を単独で実施する場合よりも正確に判断できる。

以上、乳房断層撮影装置としてＸ線透過画像による断層撮影を行う例を説明してきたが、これに限られるものではない。たとえば、非特許文献１に示されるような、Ｘ線や可視光の光音響効果を利用した断層撮影装置にも適用できることは言うまでもない。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した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或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (16)

1. 放射線源と放射線検出器を内部に有したガントリと、
   前記ガントリに設けられ、撮影対象としての被検者の乳房を挿入するための乳房挿入部と、
   前記ガントリに配置され、前記被検者の接触を前記ガントリの複数の位置で検出する検知センサを有する検出手段と、
   前記検知センサによる前記複数の位置における接触の有無の分布に基づいて、前記被検者の左右の乳房の何れが前記乳房挿入部に挿入されているかを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする乳房断層撮影装置。
2. 前記検知センサは、前記ガントリと前記乳房挿入部の境界の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の乳房断層撮影装置。
3. 前記検出手段は、前記ガントリに二次元的な接触の検知を行う検知センサを有することを特徴とする請求項１または２に記載の乳房断層撮影装置。
4. 前記判定手段は、さらに、前記複数の位置における接触の有無の分布に基づいて、前記被検者の体勢を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乳房断層撮影装置。
5. 前記判定手段は、前記検知センサによる接触の検出に基づいて、前記乳房挿入部への乳房の挿入状態を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の乳房断層撮影装置。
6. 前記検出手段は、前記複数の位置における前記被検者による接触の圧力を検出し、
   前記判定手段は、前記複数の位置における圧力のばらつきに基づいて前記乳房挿入部への乳房の挿入状態を判定することを特徴とする請求項５に記載の乳房断層撮影装置。
7. 前記検出手段は、前記複数の位置における前記被検者による接触の圧力を検出し、
   前記判定手段は、前記複数の位置から検出された圧力の平均値に基づいて前記乳房挿入部への乳房の挿入状態を判定することを特徴とする請求項５に記載の乳房断層撮影装置。
8. 前記判定手段による前記挿入状態の判定を告知する挿入告知手段をさらに備えることを特徴とする請求項６または７に記載の乳房断層撮影装置。
9. 前記検知センサは、前記被検者の接触による圧力を検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の乳房断層撮影装置。
10. 前記検知センサは、圧力が加わると通電することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の乳房断層撮影装置。
11. 前記検知センサは、タッチパッドまたはタッチパネルの機能を有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項に記載の乳房断層撮影装置。
12. 前記検知センサは距離センサを含み、前記距離センサによって検出された距離が所定の閾値より小さい場合に、前記検知センサは前記被検者の接触とみなすことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の乳房断層撮影装置。
13. 前記判定手段により、撮影中に前記挿入状態に基づいて前記被検者の乳房の挿入が未完了であると判定された場合に、警告メッセージを表示する警告手段をさらに備えることを特徴とする請求項６または７に記載の乳房断層撮影装置。
14. 前記判定手段により、撮影中に前記挿入状態に基づいて前記被検者の乳房の挿入が未完了であると判定された場合に、撮影を停止させる停止手段をさらに備えることを特徴とする請求項６，７，１３のいずれか１項に記載の乳房断層撮影装置。
15. 前記被検者の右側の乳房を前記乳房挿入部に挿入している場合、第１の接触検知部が接触を検知せず、前記被検者の左側の乳房を乳房挿入部に挿入している場合、前記第１の接触検知部と異なる第２の接触検知部が接触を検知しないことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の乳房断層撮影装置。
16. 放射線源と放射線検出器を内部に有したガントリと、前記ガントリに設けられ、撮影対象である被検者の乳房を挿入するための乳房挿入部と、を有する乳房断層撮影装置の制御方法であって、
    前記ガントリに配置された検知センサを用いて、前記被検者の接触を前記ガントリの複数の位置で検出する検出工程と、
    前記検知センサによる前記複数の位置における接触の有無の分布に基づいて、前記被検者の左右の乳房の何れが前記乳房挿入部に挿入されているかを判定する判定工程と、を有することを特徴とする乳房断層撮影装置の制御方法。

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