JP6753708B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置に関する。
従来、乳がん検診では、マンモグラフィ（mammography）装置や超音波診断装置が使用されている。例えば、マンモグラフィ装置は、微細石灰化の描出能が高く、乳房全体を画像化することができる。また、例えば、超音波診断装置は、腫瘍の描出能が高く、乳房の質的な診断を行うことができる。このように、マンモグラフィ装置と超音波診断装置は、それぞれ異なる長所を有しており、乳がん検診においては両方の装置で検査を行うことで乳がんの検出率を挙げることができる。
ここで、上述したマンモグラフィ装置には、フォトンカウンティング（Photon Counting）方式の検出器が用いられた装置が知られている。このフォトンカウンティング型のマンモグラフィ装置は、例えば、１ライン或いは複数ラインの検出器が配置され、Ｘ線の照射筒であるツーブスと連動して移動しながらＸ線画像を撮影する。このようなフォトンカウンティング技術を用いることにより、３次元情報を取得することができるとともに、複数のエネルギーｂｉｎによるデータ収集を行い、物質識別を行うことも可能となる。
また、上述した超音波診断装置においては、自動で超音波プローブを走査する乳房超音波自動検査システム（ＡＢＵＳ：Automated Breast Ultrasound System）が知られている。ＡＢＵＳは、超音波プローブが自動でスライドしながら超音波を送受信して超音波画像を収集する。これにより、術者のスキルに依存することなく、組織を的確かつ鮮明に描出することができる。
特許第４９３８４７２号公報 特許第５１５６３７６号公報 特許第５０５２１２３号公報 特許第３４６１５０９号公報 特開２００３−２６００４６号公報
本発明が解決しようとする課題は、読影の効率を向上させることを可能にする医用画像診断装置を提供することである。
実施形態の医用画像診断装置は、圧迫板と、Ｘ線照射部と、Ｘ線検出器と、超音波プローブとを備える。圧迫板は、被検体の乳房を圧迫する。Ｘ線照射部は、Ｘ線の照射領域を前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動させながらＸ線を照射する。Ｘ線検出器は、前記Ｘ線照射部による前記Ｘ線の照射領域の移動に連動して、前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動する。超音波プローブは、前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動させられながら超音波を送受信する。
図１は、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置の構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置における各部の動作について説明するための図である。 図３は、第１の実施形態に係るＸ線管及びＸ線検出器の動作を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る超音波画像及びＸ線画像の収集に関する制御を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係るＸ線検出器及び超音波プローブの移動距離の一例を説明するための図である。 図６Ａは、第１の実施形態に係る超音波画像の一例を示す図である。 図６Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線の照射条件の一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係るＸ線の照射制御の一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置による処理の手順を示すフローチャートである。
（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照して、本願に係る医用画像診断装置について説明する。以下では、本願に係る医用画像診断装置としてのマンモグラフィ装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１の構成の一例を示す図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、撮影装置１００と、高電圧発生装置１６０と、コンソール２００とを有する。撮影装置１００は、図１に示すように、基台部１１０と、アーム部１２０と、ツーブス１３０と、ブッキー装置１４０と、超音波プローブ１５０とを有する。また、撮影装置１００は、Ｘ線管１０１と、Ｘ線検出器１０２と、圧迫板１０３と、支持部１０４と、上下レール１０５と、左右レール１０６と、動作制御回路１１１と、送受信回路１１２とを有する。
基台部１１０は、アーム部１２０を鉛直方向に上下動可能に支持する。また、基台部１１０は、水平方向を軸として回動可能にアーム部１２０を支持する。アーム部１２０は、Ｘ線管１０１とＸ線検出器１０２とをそれぞれ対向するように保持する。また、アーム部１２０は、Ｘ線管１０１から照射されるＸ線の照射範囲を調整するためのツーブス（照射筒）１３０を保持する。また、アーム部１２０は、Ｘ線検出器１０２を格納するためのブッキー装置１４０を保持する。また、アーム部１２０は、上下レール１０５を介して圧迫板１０３を保持することで、圧迫板１０３をＸ線検出器１０２に対して進退動可能に保持する。また、アーム部１２０は、左右レール１０６を介して超音波プローブ１５０を保持することで、超音波プローブ１５０を圧迫板１０３の奥行き方向（図における左右方向）に直交する方向に移動可能に保持する。
ツーブス１３０は、Ｘ線管１０１とＸ線検出器１０２とを結ぶ方向に伸縮可能に形成され、対向するＸ線管１０１とＸ線検出器１０２との間のＸ線管１０１側に保持される。ツーブス１３０は、Ｘ線管１０１から照射されたＸ線の広がりを抑止し、ファン状のＸ線束を形成する。また、ツーブス１３０は、図示しないコリメータを有し、Ｘ線管１０１から照射されたＸ線の照射範囲を調整する。また、ツーブス１３０は、Ｘ線管１０１の回転に伴って圧迫板１０３の奥行き方向に直交する方向で先端の向きを変化させる。なお、向きの変化については後に詳述する。ブッキー装置１４０は、Ｘ線検出器１０２を格納するとともに、被写体（乳房）が載置される。また、ブッキー装置１４０は、散乱線を除去して画像コントラストを改善するＸ線グリッドを保持し、Ｘ線グリッドを箔の方向と直交する方向に搖動させる。
Ｘ線管１０１は、高電圧発生装置１６０から印加される電圧に基づいてＸ線を発生させる。また、Ｘ線管１０１は、水平方向を軸として回動することでＸ線の照射方向を変化させる。なお、Ｘ線の照射方向の変化については、後に詳述する。Ｘ線検出器１０２は、Ｘ線管１０１によって照射され、被写体を透過したＸ線を検出する。ここで、Ｘ線検出器１０２は、Ｘ線管１０１の回転移動に伴って圧迫板１０３の奥行き方向に直交する方向で位置を変化させる。なお、位置の変化については後に詳述する。
例えば、Ｘ線検出器１０２は、光子計数検出器（フォトンカウンティング検出器）であり、１画素に入射したＸ線の光子を１つずつ検出し、その数を計数して出力する。すなわち、Ｘ線検出器１０２は、Ｘ線光子が入射するごとに、当該Ｘ線光子のエネルギー値を計測可能な信号を出力する。ここで、Ｘ線光子は、例えば、Ｘ線管１０１から照射され被写体を透過したＸ線光子である。
Ｘ線検出器１０２は、Ｘ線光子が入射するごとに、１パルスの電気信号（アナログ信号）を出力する複数の検出素子を有する。マンモグラフィ装置１は、電気信号（パルス）の数を計数することで、各検出素子に入射したＸ線光子の数を計数することが可能である。また、マンモグラフィ装置１は、この信号に対して、演算処理を行なうことで、当該信号の出力を引き起こしたＸ線光子のエネルギー値を計測することができる。
上記の検出素子は、例えば、シンチレータと光電子増倍管等の光センサとにより構成される。この場合、Ｘ線検出器１０２は、入射したＸ線光子をシンチレータによりシンチレータ光に変換し、シンチレータ光を光電子増倍管等の光センサにより電気信号に変換する間接変換型の検出器となる。また、上記の検出素子は、例えば、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）や、テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）などの半導体素子の場合であってもよい。この場合、Ｘ線検出器１０２は、入射したＸ線光子を、直接、電気信号に変換する直接変換型の検出器となる。
例えば、Ｘ線検出器１０２は、検出素子が、圧迫板１０３の奥行き方向（図における左右方向）にＮ列配置された１ラインの検出器である。或いは、Ｘ線検出器１０２は、検出素子が、圧迫板１０３の奥行き方向にＮ列、奥行方向に直交する方向にＭ列配置された複数ラインの検出器である。圧迫板１０３は、撮影時に患者の乳房を圧迫するための圧迫器具であり、上下レール１０５と接続されＸ線検出器１０２に対して進退動する。支持部１０４は、両端部でＸ線管１０１とＸ線検出器１０２とをそれぞれ支持する。そして、支持部１０４は、図示しないモータの駆動力により、回転運動を行う。なお、この回転運動については、後に詳述する。
超音波プローブ１５０は、圧迫板１０３の内側に配置され、左右レール１０６に接続されて圧迫板１０３の奥行方向に直交する方向に移動する。超音波プローブ１５０は、例えば、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する送受信回路１１２から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１５０は、被写体からの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１５０は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１５０は、左右レール１０６と着脱自在に接続される。すなわち、超音波プローブ１５０は、使用状況に応じて着脱され、種々の種類の超音波プローブを適用することができる。なお、超音波プローブ１５０は、複数の圧電振動子が一列に配置された１Ｄアレイプローブであってもよく、複数の圧電振動子がマトリックス状に配置された２Ｄアレイプローブであってもよい。
動作制御回路１１１は、コンソール２００から伝達される指示に基づいて、アーム部１２０の上下動及び回動、圧迫板１０３の進退動を制御する。また、動作制御回路１１１は、コンソール２００から伝達される指示に基づいて、Ｘ線管１０１、Ｘ線検出器１０２、ツーブス１３０及び超音波プローブ１５０の動作を制御する。また、動作制御回路１１１は、コンソール２００から伝達される指示に基づいて、ツーブス１３０の伸縮及びコリメータが有する絞り羽根の動作を制御する。
送受信回路１１２は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１５０に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ１５０から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１５０に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。
また、送受信回路１１２は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延部、加算器等を有し、超音波プローブ１５０が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。
高電圧発生装置１６０は、後述するコンソール２００による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１０１に供給する。
コンソール２００は、図１に示すように、入力回路２１０と、ディスプレイ２２０と、記憶回路２３０と、処理回路２４０とを有する。
入力回路２１０は、種々の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等によって実現される。入力回路２１０は、処理回路２４０に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路２４０へと出力する。ディスプレイ２２０は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、処理回路２４０によって生成された種々の画像を表示する。
記憶回路２３０は、処理回路２４０によって生成された画像データを受け付けて記憶する。また、記憶回路２３０は、Ｘ線の照射条件を記憶する。なお、照射条件については、後に詳述する。また、記憶回路２３０は、図１に示す各回路によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。一例を挙げると、記憶回路２３０は、処理回路２４０によって読み出されて実行される制御機能２４１に対応するプログラム、超音波画像生成機能２４２に対応するプログラム、Ｘ線画像生成機能２４３に対応するプログラム及び表示制御機能２４４に対応するプログラムを記憶する。また、記憶回路２３０は、動作制御回路１１１によって読み出されて実行される動作制御機能に対応するプログラム、送受信回路１１２によって読み出されて実行される送受信機能に対応するプログラムを記憶する。
処理回路２４０は、マンモグラフィ装置１全体の動作を制御する。具体的には、処理回路２４０は、装置全体を制御するための制御機能２４１に対応するプログラムを記憶回路２３０から読み出して実行することにより、種々の処理を実行する。例えば、処理回路２４０は、入力回路２１０から転送された操作者の指示に従って高電圧発生装置１６０を制御し、Ｘ線管１０１に供給する電圧を調整することで、被写体に対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、処理回路２４０は、操作者の指示に従って動作制御回路１１１を制御し、アーム部１２０の上下動や回動、圧迫板１０３の進退動を調整する。また、処理回路２４０は、操作者の指示に従って動作制御回路１１１を制御し、Ｘ線管１０１、Ｘ線検出器１０２、ツーブス１３０、超音波プローブ１５０の動作を調整する。また、例えば、処理回路２４０は、操作者の指示に従って動作制御回路１１１を制御し、ツーブス１３０の伸縮及びコリメータが有する絞り羽根の開度を調整することで、被写体に対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
また、処理回路２４０は、操作者の指示に従って、送受信回路１１２を制御する。また、処理回路２４０は、Ｘ線画像及び超音波画像の生成処理や、生成した画像に対する画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、処理回路２４０は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや記憶回路２３０が記憶する画像などを、ディスプレイ２２０に表示するように制御する。
例えば、処理回路２４０は、超音波画像生成機能２４２に対応するプログラムを記憶回路２３０から読み出して実行することにより、各種超音波画像を生成する。一例を挙げると、処理回路２４０は、送受信回路１１２によって生成された反射波データから超音波画像を生成する。また、処理回路２４０は、Ｘ線画像生成機能２４３に対応するプログラムを記憶回路２３０から読み出して実行することにより、各種Ｘ線画像を生成する。一例を挙げると、処理回路２４０は、Ｘ線検出器１０２によってＸ線から変換された電気信号を用いてＸ線画像データを生成する。また、処理回路２４０は、表示制御機能２４４に対応するプログラムを記憶回路２３０から読み出して実行することにより、超音波画像やＸ線画像をディスプレイ２２０に表示させる。
以上、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１の構成について説明した。上述した構成のもと、本実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、読影の効率を向上させることを可能にする。具体的には、マンモグラフィ装置１は、Ｘ線画像を撮影中の被検体から超音波画像を並行して収集することで、画像間における被検体の体勢の違い（撮影時の被検体の状態の違い）を無くし、画像間での比較を容易にするとともに、検査に係る時間を短縮することで読影の効率を向上させる。
上述したように、乳がん検診においてはマンモグラフィ装置と超音波診断装置の両方の装置で検査を行うことで乳がんの検出率を挙げることができる。しかしながら、検査時の被検体の体勢の違い（マンモグラフィ装置では乳房を圧迫して撮影するのに対して、超音波診断装置では仰向けになってスキャンするため、それぞれでの乳房の形状が異なる）により、それぞれの画像での病変の位置を照らし合わせる際に精度が落ちる。そこで、本実施形態に係るマンモグラフィ装置１では、Ｘ線画像を撮影中の被検体から超音波画像を並行して収集することで、両方の画像を収集する際の乳房の形状を同一にして読影の効率を向上させる。また、本実施形態に係るマンモグラフィ装置１では、Ｘ線画像と超音波画像を同時に収集することができるため、乳がん検診を受診した受診者の苦痛（二度の乳房の露出）を低減するとともに、検査時間を短縮することを可能にする。
なお、図１に示す圧迫板１０３は、特許請求の範囲に記載した圧迫板の一例である。また、図１に示すＸ線管１０１及びツーブス１３０は、特許請求の範囲に記載したＸ線照射部の一例である。また、図１に示すＸ線検出器１０２は、特許請求の範囲に記載したＸ線検出器の一例である。また、図１に示す超音波プローブ１５０は、特許請求の範囲に記載した超音波プローブの一例である。また、図１に示す制御機能２４１は、特許請求の範囲に記載した制御部の一例である。
本実施形態に係るマンモグラフィ装置１においては、Ｘ線照射部がＸ線の照射領域を前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動させながらＸ線を照射し、Ｘ線検出器がＸ線照射部によるＸ線の照射領域の移動に連動して、圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動し、超音波プローブが圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動させられながら超音波を送受信する。
図２は、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１における各部の動作について説明するための図である。図２に示すように、マンモグラフィ装置１においては、超音波プローブ１５０が、アーム部１２０に配設された左右レール１０６に接続され、左右レール１０６に沿ってマンモグラフィ装置１の左右方向にスライド移動する。ここで、超音波プローブ１５０は、図２に示すように、圧迫板１０３の奥行き方向が長手方向となるように形成される。すなわち、超音波プローブ１５０は、圧電振動子が圧迫板１０３の奥行き方向に複数配置され、短手方向（圧電振動子が１次元で配列されている場合には、圧電振動子の配列方向に直交する方向）にスライド移動する。
また、超音波プローブ１５０及び圧迫板１０３は、アーム部１２０に配設された上下レール１０５に接続され、上下レール１０５に沿ってマンモグラフィ装置１の上下方向にスライド移動する。例えば、超音波プローブ１５０は、図２に示すように、上下レール１０５に接続された左右レール１０６に接続されることにより、マンモグラフィ装置１の上下方向及び左右方向にスライド移動する。
また、マンモグラフィ装置１は、図２に示すように、アーム部１２０のＸ線管１０１側にツーブス１３０を有する。ツーブス１３０は、図２の矢印１１に示す方向で伸縮自在に形成される。ここで、ツーブス１３０は、超音波プローブ１５０と同様に、圧迫板１０３の奥行き方向が、直交する方向と比較して長くなるように形成される。さらに、ツーブス１３０は、アーム部１２０との接続部分を支点として、マンモグラフィ装置１の左右方向に先端を搖動される（回転される）ように形成される。
また、マンモグラフィ装置１においては、Ｘ線検出器１０２が、超音波プローブ１５０と同様に、圧迫板１０３の奥行き方向が、直交する方向と比較して長くなるように形成され、奥行方向に直交する方向（マンモグラフィ装置１における左右方向）に移動される。すなわち、Ｘ線検出器１０２は、検出素子が圧迫板１０３の奥行き方向に複数配置され、短手方向（検出素子が１次元で配列されている場合には、検出素子の配列方向に直交する方向）に移動する。ここで、Ｘ線検出器１０２は、Ｘ線管１０１によるＸ線の照射方向の変化に連動して左右方向に移動する。
図３は、第１の実施形態に係るＸ線管１０１及びＸ線検出器１０２の動作を説明するための図である。図３は、図２の矢印１２の方向からマンモグラフィ装置１を見た場合のＸ線管１０１及びＸ線検出器１０２の動作を示す。第１の実施形態に係るＸ線管１０１及びＸ線検出器１０２は、マンモグラフィ装置１における所定の部位に対して動かされるように設けられる。例えば、Ｘ線管１０１は、図３に示すように、マンモグラフィ装置１の奥行き方向（圧迫板１０３の奥行き方向）を軸として回転するように設けられる。すなわち、Ｘ線管１０１は、Ｘ線の照射方向をマンモグラフィ装置１の左右方向に変化させるように回転する。
また、例えば、Ｘ線検出器１０２は、図３に示すように、支持部１０４に支持された状態でマンモグラフィ装置１の左右方向に移動する。例えば、支持部１０４がＸ線管１０１の接続部分を支点として回転することにより、Ｘ線検出器１０２が左右方向に移動する。ここで、Ｘ線管１０１とＸ線検出器１０２とは連動するように制御される。すなわち、Ｘ線管１０１から照射されるＸ線が、常にＸ線検出器１０２によって検出されるように（例えば、Ｘ線の照射軸が前記Ｘ線検出器１０２の中心を通過するように）、Ｘ線管１０１の回転とＸ線検出器１０２の移動とが制御される。また、ツーブス１３０も、Ｘ線管１０１及びＸ線検出器１０２と連動する。すなわち、ツーブス１３０は、Ｘ線管１０１からのＸ線の照射方向に合わせて、アーム部１２０との接続部分を支点として、マンモグラフィ装置１の左右方向に先端が回転される。それにより、ツーブス１３０が有するコリメータ１３１が、図３に示すように、Ｘ線管１０１及びＸ線検出器１０２と連動した動きをとることとなる。
なお、図３に示す動作は、あくまでも一例であり、Ｘ線がＸ線検出器１０２に対して照射されるものであれば、どのような動作制御が行われる場合であってもよい。例えば、Ｘ線管１０１を支持する支持部１０４が、Ｘ線検出器１０２の移動に合わせて移動することにより、Ｘ線の照射領域を移動させる場合であってもよい。図３を用いて一例を挙げると、例えば、Ｘ線検出器１０２の移動に合わせて、Ｘ線管１０１の位置が変化するように制御することにより、Ｘ線の照射領域を移動させてもよい。また、Ｘ線管１０１の回転方向、Ｘ線検出器１０２、ツーブス１３０及び超音波プローブ１５０の移動方向は、任意に決定される。例えば、Ｘ線の照射領域及び超音波プローブ１５０を、被検体の体の中心軸から体の外側に向かって移動するように制御してもよい。一例を挙げると、まず、Ｘ線の照射領域及び超音波プローブ１５０が胸部の中心軸付近に配置され、配置された位置から左右の腕のいずれかの方向に向かって移動するように制御されてもよい。
以上、各部の動作について説明した。なお、上述した各部の動作は、動作制御回路１１１によって制御される。次に、Ｘ線画像及び超音波画像を収集する場合の制御について説明する。図４は、第１の実施形態に係る超音波画像及びＸ線画像の収集に関する制御を説明するための図である。なお、図４においては、マンモグラフィ装置１を図２の矢印１２の方向から見た場合を示す。ここで、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１においては、超音波画像がＸ線画像に先行して収集される。具体的には、超音波プローブ１５０は、Ｘ線照射部による被検体の乳房に対するＸ線の照射に先行して被検体の乳房に対して超音波を送受信する。
例えば、動作制御回路１１１は、図４の一段目の図に示すように、ツーブス１３０を圧迫板１０３の一方の端部（例えば、左端）に移動させるとともに収縮させることで、ツーブス１３０と圧迫板１０３との間にスペースをあける。そして、動作制御回路１１１は、あけたスペースに超音波プローブ１５０を配置する。次に、送受信回路１１２が超音波の送受信を開始するとともに、動作制御回路１１１が超音波プローブ１５０を他方の端部（例えば、右端）に向けてスライド移動させる。
超音波プローブ１５０が移動することにより、ツーブス１３０と圧迫板１０３との間にスペースが生じると、図４の二段目の図に示すように、動作制御回路１１１がツーブス１３０を伸長させて、Ｘ線管１０１がＸ線の照射を開始する。そして、動作制御回路１１１は、図４の三段目の図に示すように、超音波プローブ１５０及びツーブス１３０を矢印１３の方向に移動させる。この時、制御機能２４１は、高電圧発生装置１６０及び送受信回路１１２をそれぞれ制御して、Ｘ線画像及び超音波画像を連続的に収集する。例えば、制御機能２４１は、動作制御回路１１１によって超音波プローブ１５０及びＸ線検出器１０２が所定の距離移動するごとに、Ｘ線画像及び超音波画像を収集するように制御する。
そして、超音波プローブ１５０が他方の端部に到達すると、動作制御回路１１１は、図４の四段目の図に示すように、ツーブス１３０を一旦収縮させて、ツーブス１３０と圧迫板１０３との間にスペースをあけ、これまで移動してきた方向とは逆方向（図４の矢印１４の方向）に超音波プローブ１５０を移動させる。その後、動作制御回路１１１は、図４の五段目の図に示すようにツーブス１３０を伸長させ、図４の六段目の図に示すようにツーブス１３０を矢印１５の方向（他方の端部側）に移動させる。
上述したように、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１においては、Ｘ線画像の収集に先立ち、超音波画像を収集する。ここで、各画像の収集は、被写体全体のデータが収集されるように制御される。上述したように、超音波画像及びＸ線画像は、被写体に対して移動しながら収集される。従って、各画像を収集する際に、超音波プローブ１５０及びＸ線検出器１０２が大きく動いてしまうと、移動前に収集されたデータと移動後に収集されたデータとの間に隙間ができてしまい、被写体において画像が収集されていない領域が生じることとなる。
そこで、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１においては、画像の収集領域に隙間が生じないように制御する。具体的には、動作制御回路１１１は、Ｘ線検出器１０２及び超音波プローブ１５０の１回の移動距離を、それぞれ圧迫板１０３の奥行き方向に直交する方向の長さ以下となるように制御する。図５は、第１の実施形態に係るＸ線検出器１０２及び超音波プローブ１５０の移動距離の一例を説明するための図である。なお、図５においては、マンモグラフィ装置１を図２の矢印１２の方向から見た場合を示す。例えば、動作制御回路１１１は、図５に示すように、超音波プローブ１５０の移動距離「ｄ１」が超音波プローブ１５０の幅（短手方向の長さ）「ａ」よりも短くなるように、超音波プローブ１５０を移動させる。また、動作制御回路１１１は、図５に示すように、Ｘ線検出器１０２の移動距離「ｄ２」がＸ線検出器１０２の幅（短手方向の長さ）「ｂ」よりも短くなるように、Ｘ線検出器１０２を移動させる。このように移動することで、Ｘ線画像及び超音波画像それぞれにおいて、隣接するデータ間で重複する領域が含まれることとなり、被写体全体のデータを収集することができる。
上述したように、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１においては、Ｘ線画像の収集に先立ち、超音波画像を収集する。従って、マンモグラフィ装置１においては、先に収集された超音波画像の情報に基づいて、Ｘ線画像の収集を制御することもできる。例えば、制御機能２４１は、超音波画像の輝度値から被写体の組成を推定し、推定した組成に応じてＸ線の照射条件を決定することができる。一般的に、Ｘ線画像を収集する際、乳腺と脂肪を比較すると、乳腺の方がＸ線を減弱させやすい。従って、乳腺の多い領域を撮影する場合、脂肪の領域と比較して線量を多くした方がよい。
そこで、制御機能２４１は、例えば、超音波画像の輝度値に基づいて、領域ごとに乳腺及び脂肪の比率を算出し、算出した比率に基づいて領域ごとの照射条件を決定する。図６Ａは、第１の実施形態に係る超音波画像の一例を示す図である。図６Ａに示すように、超音波画像においては、脂肪の領域が領域Ｒ１に示すような濃いグレーで描出され、乳腺の領域が領域Ｒ２に示すような薄いグレーで描出される。そこで、制御機能２４１は、例えば、輝度値の比率に応じて管電流を変調させる。
図６Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線の照射条件の一例を示す図である。ここで、図６Ｂにおいては、横軸に画素値の比率（濃いグレー／薄いグレー）を示し、縦軸に管電流値「ｍＡｓ値」を示した照射条件を示す。例えば、照射条件は、図６Ｂに示すように、比率（濃いグレー／薄いグレー）が低いほど管電流値が高くなるように設定され、比率（濃いグレー／薄いグレー）が高くなるほど管電流値が低くなるように設定される。すなわち、乳腺の比率が高くなるほど管電流値を上げ、脂肪の比率が高くなるほど管電流値を下げるような照射条件が設定される。記憶回路２３０は、図６Ｂに示すような照射条件を、乳房厚ごとに記憶しておく。制御機能２４１が、先に収集された超音波画像に基づいてＸ線画像を収集する領域ごとの画素値の比率を算出する。そして、制御機能２４１は、被検体の乳房厚に応じた照射条件を読み出し、算出した比率に基づいて領域ごとの管電流値を決定する。
ここで、上述したように、領域ごとにＸ線の照射条件を変更すると、Ｘ線画像における輝度値が領域ごとに異なる照射条件に基づくものとなる。従って、Ｘ線画像生成機能２４３は、Ｘ線画像が同一の照射条件で収集されたように見せるために、各領域の輝度値に対して照射条件の比率を乗じる。これにより、適切な被曝線量でＸ線画像を収集することができる。
なお、上述した例では、領域ごとに照射条件を変更する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、照射条件の変更は任意に行うことができる。例えば、超音波画像の輝度値の比率の連続的な変化に基づいて、管電流値を連続的に変更させる場合であってもよい。
上述したように、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、先行して収集する超音波画像に基づいて、Ｘ線の照射条件を変更することができる。さらに、マンモグラフィ装置１は、先行して収集する超音波画像に基づいて、Ｘ線の照射及び停止を制御することもできる。具体的には、制御機能２４１は、超音波画像に基づいて被検体の乳房の位置を判定し、判定した位置に基づいてＸ線の照射及び停止を制御する。
図７は、第１の実施形態に係るＸ線の照射制御の一例を示す図である。ここで、図７においては、図２の矢印１２の方向からマンモグラフィ装置１を見た場合の図を示す。例えば、制御機能２４１は、図７の上段の図に示すように、超音波画像の収集が開始された後、収集された超音波画像に乳房が描出される位置に到達するまで、Ｘ線管１０１からＸ線を照射させずに、Ｘ線検出器１０２及びツーブス１３０を移動させる。そして、制御機能２４１は、超音波画像に乳房が描出された位置にＸ線の照射領域が到達すると、図７の中段の図に示すように、Ｘ線管１０１からＸ線を照射させる。そして、超音波画像に乳房が描出されなくなる位置に到達すると、制御機能２４１は、図７の下段の図に示すように、Ｘ線管１０１からのＸ線の照射を停止させる。
上述したように、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、Ｘ線画像の収集に先立って超音波画像を収集する。これにより、マンモグラフィ装置１は、同一の形状の乳房を対象として両方の画像を収集することができ、読影の効率を向上させることができる。さらに、マンモグラフィ装置１は、超音波画像とＸ線画像を同時に収集することができ、乳がん検診を受診した受診者の苦痛（二度の乳房の露出）を低減するとともに、検査時間を短縮することを可能にする。
ここで、マンモグラフィ装置１は、超音波画像及びＸ線画像を収集すると、収集した両方の画像をディスプレイ２２０に表示させる。例えば、表示制御機能２４４は、収集された超音波画像及びＸ線画像をディスプレイ２２０に並列表示させる。また、マンモグラフィ装置１は、超音波画像とＸ線画像を同一の座標系で収集していることから、両方の画像の位置合わせを容易に行うことができる。そこで、例えば、表示制御機能２４４は、収集された超音波画像及びＸ線画像をディスプレイ２２０に重畳表示させる。この場合、表示制御機能２４４は、例えば、Ｘ線画像をグレースケールで表示させ、超音波画像をカラースケールで表示させる。
次に、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１による処理の手順について説明する。図８は、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図８におけるステップＳ１０４〜Ｓ１０９は、例えば、処理回路２４０が制御機能２４１に対応するプログラムを記憶回路２３０から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１１０は、例えば、処理回路２４０が表示制御機能２４４に対応するプログラムを記憶回路２３０から呼び出して実行することにより実現される。
ステップＳ１０１では、動作制御回路１１１が、ツーブス１３０を上方に退避させ、超音波プローブ１５０を端部に配置する。ステップＳ１０２では、送受信回路１１２が、超音波プローブ１５０によるスキャンを開始する。ステップＳ１０３では、動作制御回路１１１が、ツーブス１３０を下方に伸長させ、Ｘ線の照射領域を移動させる。ステップＳ１０４では、処理回路２４０が、超音波画像において乳房が検出されたか否かを判定する。
ここで、超音波画像において乳房が検出された場合（ステップＳ１０４肯定）、ステップＳ１０５に進み、処理回路２４０が、超音波画像の情報（例えば、輝度値の比率）に基づいて、照射条件を決定する。なお、処理回路２４０は、超音波画像において乳房が検出されるまで判定を継続する（ステップＳ１０４否定）。そして、ステップＳ１０６において、処理回路２４０が、決定した照射条件でＸ線を照射するように制御する。
ステップＳ１０７では、処理回路２４０が、超音波画像の情報（例えば、輝度値の比率）が変化したか否かを判定する。例えば、処理回路２４０は、Ｘ線を照射する領域ごとの超音波画像における輝度値の比率が、直前の領域における輝度値の比率から変化したか否かを判定する。ここで、超音波画像の情報が変化した場合（ステップＳ１０７肯定）、処理回路２４０は、ステップＳ１０５に戻って照射条件を決定する。
一方、超音波画像の情報が変化していない場合（ステップＳ１０７否定）、処理回路２４０は、ステップＳ１０８に進み、超音波画像において乳房の端部に達したか否かを判定する。ここで、乳房の端部に達した場合（ステップＳ１０８肯定）、処理回路２４０は、ステップＳ１０９に進み、Ｘ線の照射を停止する。なお、乳房の端部に達していない場合（ステップＳ１０８否定）、処理回路２４０は、ステップＳ１０７及びステップＳ１０８の判定を継続する。ステップＳ１０９においてＸ線の照射が停止されると、ステップＳ１１０に進み、処理回路２４０は、超音波画像及びＸ線画像をディスプレイ２２０に表示させる。
上述したように、第１の実施形態によれば、圧迫板１０３は、被検体の乳房を圧迫する。Ｘ線管１０１及びツーブス１３０は、Ｘ線の照射領域を圧迫板１０３の奥行き方向に直交する方向に移動させながらＸ線を照射する。Ｘ線検出器１０２は、Ｘ線管１０１及びツーブス１３０によるＸ線の照射領域の移動に連動して、圧迫板１０３の奥行き方向に直交する方向に移動する。超音波プローブ１５０は、圧迫板１０３の奥行き方向に直交する方向に移動させられながら超音波を送受信する。従って、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、同一の形状の乳房を対象として両方の画像を収集することができ、読影の効率を向上させることができる。
また、第１の実施形態によれば、Ｘ線管１０１及びツーブス１３０及びＸ線検出器１０２は、Ｘ線の照射軸がＸ線検出器１０２の中心を通過するように形成される。従って、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、移動しながら正確にＸ線画像を収集することができる。
また、第１の実施形態によれば、Ｘ線検出器１０２及び超音波プローブ１５０の１回の移動距離は、それぞれ圧迫板１０３の奥行き方向に直交する方向の長さ以下である。従って、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、被写体全体の画像を収集することができる。
また、第１の実施形態によれば、超音波プローブ１５０は、Ｘ線管１０１及びツーブス１３０による被検体の乳房に対するＸ線の照射に先行して被検体の乳房に対して超音波を送受信する。従って、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、先に収集した超音波画像を用いてＸ線の制御を行うことができる。
また、第１の実施形態によれば、制御機能２４１は、超音波プローブ１５０によって受信された反射波に基づいて生成された超音波画像に基づいて、Ｘ線の照射条件を変更する。従って、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、被写体に適した照射条件でＸ線画像を収集することができる。
また、第１の実施形態によれば、制御機能２４１は、超音波画像に基づいて被検体の乳房の位置を判定し、判定した位置に基づいてＸ線の照射及び停止を制御する。従って、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１は、不要な被曝を低減することができる。
（第２の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、上述した第１の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
上述した第１の実施形態では、Ｘ線画像の収集に先立って超音波画像を収集する場合を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線画像が先に収集される場合であってもよい。
また、第１の実施形態では、超音波画像における輝度値の比率に基づいて管電流値を調整する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、その他任意の条件を調整する場合であってもよい。例えば、管電圧を調整する場合であってもよい。
また、第１の実施形態では、超音波画像における輝度値の比率に基づいて照射条件を変更する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、超音波画像における任意の情報を用いることができる。例えば、超音波画像の各領域における輝度値の平均値を用いる場合であってもよい。
以上述べた少なくともひとつの実施形態の医用画像診断装置によれば、読影の効率を向上させることが可能となる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１ マンモグラフィ装置
１０１ Ｘ線管
１０２ Ｘ線検出器
１０３ 圧迫板
１３０ ツーブス
１５０ 超音波プローブ
２４１ 制御機能

Claims (9)

  1. 被検体の乳房を圧迫する圧迫板と、
    Ｘ線の照射領域を前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動させながらＸ線を照射するＸ線照射部と、
    前記Ｘ線照射部による前記Ｘ線の照射領域の移動に連動して、前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動するＸ線検出器と、
    前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向に移動させられながら超音波を送受信する超音波プローブと、
    を備え、
    前記Ｘ線照射部は、前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向における前記Ｘ線検出器の長さ以下で当該Ｘ線検出器が移動されるごとにＸ線を照射し、
    前記超音波プローブは、前記圧迫板の奥行き方向に直交する方向における当該超音波プローブの長さ以下で移動されるごとに超音波を送受信する、医用画像診断装置。
  2. 前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線の照射軸が前記Ｘ線検出器の中心を通過するように形成される、請求項１に記載の医用画像診断装置。
  3. 前記Ｘ線の照射領域及び前記超音波プローブは、前記被検体の体の中心軸から体の外側に向かって移動する、請求項１又は２に記載の医用画像診断装置。
  4. 前記Ｘ線検出器は、光子計数検出器である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  5. 前記Ｘ線照射部は、前記Ｘ線検出器の位置に応じて前記Ｘ線の照射領域を調整するコリメータを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  6. 前記Ｘ線照射部は、Ｘ線管を支持する支柱が前記Ｘ線検出器の移動に合わせて移動することにより、前記Ｘ線の照射領域を移動させる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  7. 前記超音波プローブは、前記Ｘ線照射部による前記被検体の乳房に対するＸ線の照射に先行して前記被検体の乳房に対して前記超音波を送受信する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  8. 前記超音波プローブによって受信された反射波に基づいて生成された超音波画像に基づいて、前記Ｘ線照射部によるＸ線の照射条件を変更する制御部をさらに備える、請求項７に記載の医用画像診断装置。
  9. 前記制御部は、前記超音波画像に基づいて前記被検体の乳房の位置を判定し、判定した位置に基づいてＸ線の照射及び停止を制御する、請求項８に記載の医用画像診断装置。
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