JP2016022061A - 乳房画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乳房画像撮影装置において、より品質のよい撮影画像を得る。【解決手段】乳房画像撮影装置２は、Ｘ線源５と、Ｘ線源５から照射されたＸ線を検出する検出面８ａを有する検出器８と、第１固定部材７と、第２固定部材１１とを備える。第１固定部材７は、Ｘ線源５と検出器８との間に配置され、乳房に接して固定するための第１当接面７ａを有する。第２固定部材１１は、第１固定部材７とＸ線源５との間に配置され、第１当接面７ａに対向する第２当接面を有する。第１当接面７ａ及び検出面８ａの少なくとも１つは、Ｘ線源５と反対側へ凹む曲面を含む。【選択図】図９

Description

本発明は、Ｘ線を用いて乳房の画像を撮影する技術に関する。

Ｘ線を用いて乳房の画像を撮影する手法として、マンモグラフィ（Mammography）がある。従来のマンモグラフィでは、円錐状またはピラミッド状のＸ線ビームが圧迫された乳房を通過し、２次元投影画像を形成する。そのため、マンモグラフィは、Ｘ線を照射するＸ線源と、乳房を載せる撮影台と、撮影台に載せた乳房を圧迫する圧迫板と、Ｘ線検出器とを備える。

また、Ｘ線を異なる角度から被写体に照射して撮影を行い、得た画像を加算して所望の断層面を強調した画像を得るトモシンセシス（Tomosynthesis）撮影が提案されている。例えば、下記特許文献１では、Ｘ線マンモグラフィ及びトモシンセシス撮影を選択的に実行する結合システムが開示されている。下記特許文献２には、トモシンセシス撮影においてより品質のよい断層画像を得るために、基準方向に照射した放射線量と、基準方向において放射線を放射したときに検出された放射線量と、基準方向と各照射方向とのなす角とに基づいて、各照射方向から照射する放射線量を制御する乳房画像撮影装置が開示されている。

特開２０１３―２５５８４４号公報 特開２０１２−１９６４９２号公報

上記従来の構成では、いずれも、Ｘ線の検出面の周辺部では、Ｘ線が斜めに入射される。そのため、Ｘ線源から検出面までの距離、又は、Ｘ線が乳房を透過する距離が、検出面の中央部と周辺部とで異なる。その結果、撮影画像の品質が悪くなる場合がある。この傾向は、トモシンセシス撮影ではより顕著になる。そこで、本願は、より品質のよい撮影画像が得られるような乳房画像撮影装置を開示する。

本発明の一実施形態における乳房画像撮影装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出面を有する検出器と、第１固定部材と、第２固定部材とを備える。第１固定部材は、前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、乳房に接して固定するための第１当接面を有する。第２固定部材は、前記第１固定部材と前記Ｘ線源との間に配置され、前記第１当接面に対向する第２当接面を有する。前記第１当接面及び前記検出面の少なくとも１つは、前記Ｘ線源と反対側へ凹む曲面を含む。

本願開示によれば、より品質のよい撮影画像が得られるような乳房画像撮影装置が実現できる。

図１は、実施形態１に係る乳房画像撮影装置２を含む乳房画像撮影システム１の構成例を示す図である。 図２は、図１に示す乳房画像撮影装置２の正面図である。 図３は、撮影台７の構成例を示す斜視図である。 図４は、アーム９が、図２に示す状態から回転した場合の様子を示す図である。 図５は、検出器８の検出面８ａとＸ線源５との位置関係の一例を示す図である。 図６は、検出器８の層構成の例を示す図である。 図７は、検出器８の１画素の構成例を示す断面図である。 図８は、検出器８の１画素の等価回路を示す回路図である。 図９は、Ｘ線源５から照射されるＸ線ビームと検出器８との位置関係を示す図である。 図１０は、検出器４５の検出面４５ａ及び撮影台４４の上面４４ａが平面である乳房画像撮影装置の構成を示す図である。 図１１は、実施形態２における乳房画像撮影装置２−１の正面図である。 図１２は、Ｘ線源５−１の移動形態の一例を示す図である。 図１３は、Ｘ線源５−１の移動形態の他の例を示す図である。 図１４は、実施形態２の乳房画像撮影装置２−１におけるＸ線源５−１から照射されるＸ線ビームと検出器８との位置関係を示す図である。 図１５は、検出器４５の検出面４５ａ及び撮影台４４の上面４４ａが平面である乳房画像撮影装置の構成を示す図である。 図１６は、実施形態３における乳房画像撮影装置２−２の正面図である。 図１７は、Ｘ線源５−２及び検出器８−２の移動形態の一例を示す図である。 図１８は、Ｘ線源５−２及び検出器８−２の移動形態の他の例を示す図である。 図１９は、実施形態３における乳房画像撮影装置２−２におけるＸ線源５−２から照射されるＸ線ビームと検出器８−２との位置関係を示す図である。 図２０は、実施形態４における乳房画像撮影装置２−３の側面図である。 図２１は、図２０に示す乳房画像撮影装置２−３の撮影台７−３の斜視図である。 図２２Ａは、撮影台７−３の、Ｙ方向に平行な面であってＸ線源５を通る面における断面図である。 図２２Ｂは、撮影台７−３の、ＸＺ平面における断面図である。 図２３は、撮影台７のＸ線源５とは反対側に検出器８を配置した場合の例を示す図である。 図２４は、検出面及び第１当接面の変形例を示す図である。 図２５は、検出面及び第１当接面の他の変形例を示す図である。 図２６は、圧迫板１１の第２当接面１１ａが曲面を含む例を示す図である。 図２７は、圧迫板１１の第２当接面１１ａが曲面を含む他の例を示す図である。

本発明の一実施形態における乳房画像撮影装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出面を有する検出器と、第１固定部材と、第２固定部材とを備える。前記第１固定部材は、前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、乳房に接して固定するための第１当接面を有する。前記第２固定部材は、前記第１固定部材と前記Ｘ線源との間に配置され、前記第１当接面に対向する第２当接面を有する。前記第１当接面及び前記検出面の少なくとも１つは、前記Ｘ線源と反対側へ凹む曲面を含む。

上記構成においては、第１固定部材の第１当接面及び検出器の検出面の少なくとも１つは、Ｘ線源と反対側、すなわち、検出器側へ凹む曲面を含んでいる。これにより、検出面の中央部におけるＸ線源から検出面までの到達距離又はＸ線が乳房を透過する距離と、検出面の周辺部におけるＸ線源から検出面までの到達距離又はＸ線が乳房を透過する距離との差が小さくなる。そのため、撮影画像の品質が向上する。

上記乳房画像撮影装置において、前記乳房を差し入れる方向に垂直な断面と前記曲面との交線は円弧状である構成とすることができる。これにより、検出面の中央部におけるＸ線の到達距離又は乳房透過距離と、検出面の周辺部におけるＸ線の到達距離又は乳房透過距離との差をより小さくすることができる。ここで、乳房を差し入れる方向は、例えば、第１固定部材と第２固定部材との間の領域に対して乳房が挿入される方向とすることができる。

上記構成において、前記乳房を差し入れる方向に平行な面であって前記Ｘ線源を通る面と前記曲面との交線は円弧状である構成とすることができる。これにより、乳房を差し入れる方向においても、検出面の中央部付近と周辺部との間での、Ｘ線の到達距離又は乳房透過距離の差を小さくすることができる。

上記乳房画像撮影装置において、前記乳房を差し入れる方向に垂直な断面における前記曲面の円弧が作る仮想円の中心に、前記Ｘ線源が配置される構成とすることができる。これにより、検出面又は第１当接面の曲面に対するＸ線の入射角を０度に近づけることができる。そのため、撮影画像の品質をより向上させることができる。

上記乳房画像撮影装置において、前記第１当接面及び前記検出面が、前記Ｘ線源と反対側へ凹む曲面を含み、前記検出面の曲面は、前記第１当接面の曲面に沿う形状である構成とすることができる。これにより、Ｘ線の到達距離及び乳房透過距離のいずれも、検出面の中央部と周辺部とで差を小さくすることができる。そのため、より撮影画像の品質を向上させることができる。また、第１当接面が曲面を含むため、被験者の痛みを軽減することができる。

上記乳房画像撮影装置において、前記Ｘ線源は、前記第１固定部材に対して相対的に移動可能な構成とすることができる。これにより、Ｘ線の照射角度を変えて撮影することができる。

上記乳房画像撮影装置において、上記前記検出器が前記曲面を含んでもよい。この場合、前記乳房を差し入れる方向に垂直な断面における前記検出器の前記曲面の円弧が作る仮想円の中心に前記Ｘ線源が配置された状態で、前記Ｘ線源及び前記検出器が、前記第１固定部材に対して相対的に移動可能な構成とすることができる。これにより、検出面に対するＸ線の入射角を０度に近づけた状態で、乳房に対するＸ線の角度を変えることができる。そのため、複数の角度からの撮影された画像の品質を向上させることができる。

上記乳房画像撮影装置において、前記第２当接面は、前記検出器側へ凹む曲面を含んでもよい。これにより、乳房の中央部におけるＸ線の乳房透過距離と、乳房の周辺部におけるＸ線の乳房透過距離との差をより小さくすることができる。

上記乳房画像撮影装置において、前記第２当接面は、前記Ｘ線源側へ凹む曲面を含んでもよい。これにより、被験者の痛みをさらに低減することができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

＜実施形態１＞
（乳房画像撮影装置の構成）
図１は、実施形態１に係る乳房画像撮影装置２を含む乳房画像撮影システム１の構成例を示す図である。図２は、図１に示す乳房画像撮影装置２の正面図である。乳房画像撮影システム１は、乳房画像撮影装置２と、乳房画像撮影装置２が取得したＸ線画像データを処理して二次元画像又は断面画像を生成するコンピュータ３とを含む。画像撮影装置２とコンピュータ３は、無線又は有線でデータ通信可能とすることができる。

乳房画像撮影装置２は、Ｘ線源５と、Ｘ線源５から照射されたＸ線を検出する検出面を有する検出器８とを備える。Ｘ線源５と検出器８との間には、乳房１０を挟んで固定するための圧迫板１１及び撮影台７が配置される。撮影台７は、乳房１０を固定するための第１当接面７ａを有する。圧迫板１１は、撮影台７とＸ線源５との間に配置される。圧迫板１１は、第１当接面７ａに対向する第２当接面１１ａを有する。第１当接面７ａ及び第２当接面１１ａが、圧迫板１１と撮影台７の間に差し入れられた乳房の両側に当接した状態で乳房が固定される。ここで、撮影台７は、第１固定部材の一例であり、圧迫板１１は、第２固定部材の一例である。

図３は、撮影台７の構成例を示す斜視図である。撮影台７の第１当接面７ａは、Ｘ線源５と反対側、すなわち、検出器８側へ凹む曲面を有する。第１当接面７ａにおける曲面は、乳房を差し入れる方向（Ｙ軸方向）に延びる溝となっている。図２に示すように、乳房を差し入れる方向（Ｙ軸方向）に垂直な断面において、この曲面は、円弧状になっている。すなわちＹ軸方向に垂直な面と第１当接面７ａの曲面との交線は円弧になっている。検出器８の検出面８ａも、第１当接面７ａに沿った曲面となっている。検出面８ａも、乳房を差し入れる方向に垂直な断面において、円弧状になっている。第１当接面７ａの曲面及び検出面８ａの曲面が形成する凹部は、いずれも、Ｙ軸方向から見た場合に、中央部が最も深く周辺部に行くに従って浅くなっている。図２に示す例では、検出器８の検出面８ａと反対側の面８ｂも、検出面８ａの曲面に沿った曲面になっているが、検出器８の検出面８ａと反対側の面８ｂは平面であってもよい。

このように、検出器８の検出面８ａは円弧状に湾曲されている。検出器８と第１当接面との間には、散乱防止グリッドを配置することができる（図示せず）。この場合、散乱防止グリッドも、検出面８ａの曲面に沿って円弧状に湾曲した形状であってもよい。この構成において、撮影台７の第１当接面７ａの円弧状に湾曲された部分に、被検者の乳房１０を載せて圧迫板１１で圧迫することで、乳房１０が固定される。乳房１０が固定された状態でＸ線源５からＸ線が照射される。Ｘ線は、乳房を透過して検出器８の検出面８ａへ入射する。これにより、乳房の２次元Ｘ線画像が得られる。

Ｘ線源５、検出器８、圧迫板１１及び撮影台７は、基台１２に接続されたアーム９に取り付けられる。具体的には、Ｘ線源５は、線源収納部６に格納される。線源収納部６は、線源支持部１６を介してアーム９に接続される。線源収納部６には、Ｘ線源５からのＸ線の照射野を制限する照射野制限手段を収納することができる（図示しない）。圧迫板１１は、圧迫板支持部１５を介してアーム９に接続される。圧迫板１１は、圧迫板支持部１５によって第２当接面１１ａに垂直な方向に移動可能とすることができる。すなわち、圧迫板支持部１５は、圧迫板１１を上下方向（Ｚ方向）に移動させる移動機構を備えることができる。

撮影台７は、撮影台支持部１７を介してアーム９に接続される。図１及び図２に示す例では、検出器８は、撮影台７の内部に配置されるが、撮影台７の外に検出器８を配置してもよい。このように、アーム９によって、線源収納部６と撮影台７とが連結され、互いに対向するように配置される。

アーム９は、基台１２に対して、移動又は回転可能に取り付けられる。そのため、アーム９を上下移動又は回転させるためのアーム制御部１４が基台１２とアーム９との間に設けられる。基台１２には、乳房画像撮影装置の操作を行うための操作部１３が設けられる。例えば、オペレータは、アーム９の高さ、回転量又は方向の指示を、操作部１３に対して入力することができる。アーム制御部１４は、操作部１３で入力された指示に従って、アーム９を上下移動又は回転移動させる。

図４は、アーム９が、図２に示す状態から、Ｙ方向に平行な回転軸を中心にＸＺ面内で回転した場合の様子を示す図である。この例では、Ｘ線源５、撮影台７及び検出器８を、相対位置関係を保ったまま傾けることができる。これにより、斜め方向から乳房１０の二次元Ｘ線画像の撮影を行うことができる。

（検出器の構成例）
ここで、検出器８の構成例を説明する。図５は、検出器８の検出面８ａとＸ線源５とのＹ軸に垂直な面における位置関係の一例を示す図である。図５に示す例では、検出面８ａのＹ軸に垂直な断面における円弧が作る仮想円の中心付近に、Ｘ線源５が配置される。この場合、検出面８ａの曲面の略全域において、Ｘ線が検出面８ａに対して略垂直に入射する。検出面８ａの中央部と周辺部とでＸ線の入射角の差が小さくなるので、周辺部での撮影画像の品質低下をより抑えることができる。

図５に示す検出面８ａとＸ線源５の位置の関係は、撮影台７の第１当接面７ａとＸ線源５との位置関係にも、同様に適用することができる。これによっても、検出面８ａの周辺部における撮影画像のさらなる品質向上の効果を得ることができる。なお、図５に示すように、検出面８ａの円弧が作る仮想円の正確な中心にＸ線源５を配置しなくても、検出面８ａの円弧が作る仮想円の中心近くにＸ線源５を配置することで、撮影画像の品質向上効果を得ることができる。また、検出面８ａの断面構造を円弧にしなくても、Ｘ線源５と反対側に凹んだ曲面とすることで、撮影画像の品質向上効果を得ることは可能である。

図６は、検出器８の層構成の例を示す図である。検出器８は、湾曲した板状の支持基板２０上にアクティブマトリクス基板１９が貼り合わされ、アクティブマトリクス基板１９の上に、光導電性を有するＸ線変換層２１が形成される。支持基板２０、アクティブマトリクス基板１９、及びＸ線変換層２１は、いずれも、湾曲した板状体であり、断面が円弧状となっている。

支持基板２０は、アクティブマトリクス基板１９を所望の形状に支持するための基板である。支持基板２０の材料としては、例えば、樹脂、セラミック、または、金属等を用いることができる。一例として、厚みが１０ｍｍの樹脂基板を支持基板２０に用いることができる。支持基板２０の上にアクティブマトリクス基板１９が接着剤等に貼り合せられる。

アクティブマトリクス基板１９は、第１の方向（例えば、Ｘ軸方向）に延びる複数のゲート線と、第１の方向とは異なる方向（例えば、Ｙ軸方向）に延びる複数のソース線を有する。ゲート線とソース線の各交点に対応する画素がマトリクス状に配置される。各画素は、ゲート線及びソース線に接続されたＴＦＴと、画素電極を有する。

図７は、検出器８の１画素の構成例を示す断面図である。図８は、検出器８の１画素の等価回路を示す回路図である。図７及び図８に示す例では、アクティブマトリクス基板１９における１つの画素では、ベース基板２２上に、金属膜（Ｔａ等）によりゲート線２３及びＣＳ電極２５が設けられ、これらを覆うように絶縁層２６が形成される。ベース基板２２には、例えば、ポリイミドが用いられ、絶縁層２６には、例えば、ＳｉＮｘ又はＳｉＯｘ等が用いられる。ゲート線２３の上のチャネル部となる領域には、半導体膜（i層）２７が設けられる。半導体膜（i層）２７の一方の端部は、半導体膜（n+層）２８を介してソース線２４に接続される。半導体膜（i層）２７の他方の端部は、半導体膜（n+層）２８を介してドレイン電極、すなわち画素電極２９に接続される。これにより、ゲート線２３、ソース線２４及び画素電極２９に接続されるスイッチング素子であるＴＦＴ３２が形成される。

上記の半導体膜２７、２８の材料は特定のものに限定されないが、例えば、酸化物半導体を含んでもよい。酸化物半導体は、例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（Ｏ）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘを用いることができる。このＩｎＧａＺｎＯｘ、すなわちＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの三元酸化物であって、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの割合（組成比）は特に限定されない。例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：２等であってもよい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体を含む半導体膜２７、２８を有するＴＦＴ１８を検出器８に用いることにより、検出器８の消費電力を削減することが可能になる。また、アクティブマトリクス基板１９の設計の自由度を高めることができる。

なお、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質部分を含み、結晶性を有していてもよい。また、半導体膜２７、２８は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体の代わりに、他の酸化物半導体を含んでいてもよい。具体的には、半導体膜２７、２８は、例えば、Ｚｎ−Ｏ系の半導体（ＺｎＯ）、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体（ＩＺＯ（登録商標））、Ｚｎ−Ｔｉ（チタン）−Ｏ系の半導体（ＺＴＯ）、Ｃｄ（カドミウム）−Ｇｅ（ゲルマニウム）−Ｏ系の半導体、Ｃｄ−Ｐｂ（鉛）−Ｏ系の半導体、ＣｄＯ（酸化カドミウム）−Ｍｇ（マグネシウム）−Ｚｎ−Ｏ系の半導体、Ｉｎ−Ｓｎ（錫）−Ｚｎ−Ｏ系の半導体（例えば、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２−ＺｎＯ）、Ｉｎ−Ｇａ（ガリウム）−Ｓｎ−Ｏ系の半導体等を含んでもよい。

ＴＦＴ３２の上には、絶縁層３４が設けられる。画素電極２９は、ＴＦＴ３２のドレイン電極からＣＳ電極２５の上に延びて形成される。画素電極２９には、ＩＴＯ等の透明電極を用いることもできる。画素電極２９により電荷蓄積容量３１を形成することができる。ＴＦＴ３２及び画素電極２９を覆うようにＸ線変換層２１が画素領域全体に渡って設けられる。

Ｘ線変換層２１として、例えば、アクティブマトリクス基板１９の上に蒸着法を用いてＳｅのアモルファス膜を、約０．３ｍｍの厚みで形成することができる。Ｘ線変換層２１の上に、金属（Ｔｉ、Ａｇ等）によって上部電極３０が形成される。Ｘ線変換層２１と上部電極３０の間に、さらに、ＡｌＯｘの薄い絶縁層等からなる電子阻止層を形成してもよい。

アモルファスＳｅにより形成されるＸ線変換層２１にＸ線が入射すると、光導電効果によりＸ線変換層２１に電荷（電子−正孔）が発生する。この時、電荷蓄積容量３１とＸ線変換層２１とは、画素電極２９を介して直列に接続された構造になっているので、上部電極３０とＣｓ電極２５との間に電圧（Ｖｈ）を印加しておくと、Ｘ線変換層２１内で発生した電荷がそれぞれ＋電極側と−電極側に移動し、その結果、電荷蓄積容量３１に電荷が蓄積される。

電荷蓄積容量３１に蓄積された電荷は、ゲート線２３の入力信号によってＴＦＴ３２をオープン状態（ＯＮ状態）にすることでソース線２４より外部に取り出すことが可能である。ここで、電極配線（ゲート線２３およびソース線２４）、ＴＦＴ３２ 、及び電荷蓄積容量３１等は、すべてマトリクス状に設けられている。そのため、ゲート線２３に入力する信号を順次に走査することで、２次元的にＸ線の画像情報を得ることができる。

なお、曲面の検出面を持つ検出器８の構成は上記例に限られない。上記の例では、アモルファスＳｅを用いた直接型の検出器を用いたが、間接型（シンチレータ＋フォトダイオード）の検出器であっても構わない。また、ＴＦＴを走査駆動して蓄積された信号電荷を読み出すＴＦＴ読出方式の代わりに、例えば、検出面に対するＸ線の照射に応じた画像情報を静電潜像として記録し、読出光で走査することにより、静電潜像に応じた電流を発生させる読出方式を用いることもできる。

（効果の説明）
図９は、本実施形態の乳房画像撮影装置２における、Ｘ線源５から照射されるＸ線ビームと検出器８との位置関係を示す図である。図９において、検出器８の検出面８ａ及び撮影台７の第１当接面７ａの一部が、Ｘ線源５と反対側へ凹むように円弧状に湾曲している。図１０は、比較例として、検出器４５の検出面４５ａ及び撮影台４４の上面４４ａが平面である乳房画像撮影装置の構成を示す図である。図１０に示す構成では、検出器４５の中央部ではＸ線ｘ１は、検出面４５ａに対して垂直に入射するが、検出器４５の周辺部では、Ｘ線ｘ２が検出面４５ａに対して斜めに入射される。そのため、検出器４５の周辺部で撮影像の品質が悪くなる。これに対して、図９に示す構成では、検出器８の検出面８ａを、検出器８側に凹んだ曲面にすることにより、検出面８ａの周辺部においても、Ｘ線ビームｘ２が検出面８ａに対して、ほぼ垂直に入射する。そのため、高品質の撮影像が得られる。また、Ｘ線源５と検出器８との距離を短くすることが可能となり、装置の小型化、及びＸ線の出力の低減化が可能となる。

すなわち、従来技術では、検出面の周辺部もＸ線を垂直に入射させるためには、Ｘ線源と検出面との距離を大きくとるか、Ｘ線源から照射させるＸ線が互いに平行になるように制御する必要があった。これに対して、図９に示すように、検出面８ａを検出器８側に凹んだ曲面にすることで、撮影画像の品質を保ちつつも、Ｘ線源５と検出器８との距離を短くすることができる。そのため、装置の小型化及びＸ線の出力の低減が容易になる。

トモシンセシス撮影でも、検出面８ａの周辺部におけるＸ線の入射角を小さくすることができるので、高品質の断面画像が得やすくなる。また、トモシンセシス撮影においても、散乱防止グリッドの使用が可能になる。

さらに、図９に示す構成では、撮影台７の第１当接面７ａも、検出器８側へ凹む曲面を含んでいる。これにより、乳房１０の中央部におけるＸ線ｘ１の透過距離と、乳房１０の周辺部におけるＸ線ｘ２の透過距離との差を小さくすることができる。そのため、検出面８ａ内で均等な濃淡の画像が得られ、画像の濃淡を補正する等の画像処理が不要となる。

例えば、Ｘ線源５と検出器８との距離を小さくして、乳房画像撮影装置２を小型化した場合、すなわち、Ｘ線源５と被検体である乳房１０を近づけた場合、乳房中央部での乳房へのＸ線ｘ１の入射角と、乳房端部でのＸ線ｘ２の入射角との差が大きくなりやすい。図１０に示すように、撮影台４４の乳房１０に当接する面４４ａが平坦である場合、乳房中央部でのＸ線ｘ１の透過距離と、乳房端部とでのＸ線ｘ２の透過距離の差が大きくなる。ここで、圧迫板１１により乳房１０を薄く均等に引き延ばしたとしても、乳房中央部に対して乳房端部での透過距離の方が大きくなってしまう。

図９に示すように、撮影台７の第１当接面７ａも、検出面８ａと同様に、凹面にすることで、乳房１０の中央部の厚みが、乳房１０の周辺部の厚みより厚くなる。この場合、Ｘ線源５と被検体である乳房１０を近づけた場合でも、中央部でのＸ線ｘ１の透過距離と周辺部でのＸ線ｘ２の透過距離の差が小さくなる。このため、乳房画像撮影装置２を小型化しても、検出面内で均等な濃淡の画像が得られ画像処理等が不要となる。

さらに、撮影台７を曲面にすることにより、乳房１０を圧迫板１１により圧迫する際の、被検者の痛みを低減することができる。

＜実施形態２＞
図１１は、実施形態２における乳房画像撮影装置２−１の正面図である。本実施形態では、Ｘ線源５−１が、撮影台７−１に対して相対的に移動可能となっている。線源支持部１６−１は、線源収納部６−１を、Ｙ軸方向を回転軸として回転させる回転機構を備える。Ｘ線源５−１を収納する線源収納部６−１は、円弧状に移動可能に構成される。乳房画像撮影装置２−１は、例えば、トモシンセシス撮影が可能である。線源支持部１６−１により、Ｘ線源５−１を円弧状に移動させて、撮影台７に固定された乳房１０に対して、異なる複数の角度からＸ線を照射して乳房の撮影を行うことができる。撮影された複数のＸ線画像は、コンピュータ３で処理され、乳房１０の断面画像が生成される。なお、図１１に示す例では、Ｘ線源５−１を円弧状に移動させているが、Ｘ線源５−１が直線状に移動可能に構成することもできる。

図１２は、Ｘ線源５−１の移動形態の一例を示す図である。図１２に示す例では、Ｘ線源５−１は、圧迫板１１と撮影台７との間にあるＹ方向の軸を回転軸として、回転するように構成される。すなわち、Ｘ線源５−１の移動経路の円弧の中心は、圧迫板１１と撮影台７の中間付近に位置している。これにより、乳房１０の中心を通るＹ方向の軸を回転軸として、Ｘ線源５−１を円弧状に移動させることができる。そのため、Ｘ線源５−１と乳房１０の距離を略一定に保った状態でＸ線源５−１を移動させることができる。なお、図１３に示すように、Ｘ線源５−１をＸ方向に直線的に移動可能とすることもできる。

図１４は、実施形態２の乳房画像撮影装置２−１におけるＸ線源５−１から照射されるＸ線ビームと検出器８との位置関係を示す図である。図１４において、検出器８の検出面８ａ及び撮影台７の第１当接面７ａの一部は、実施形態１と同様に、Ｘ線源５−１と反対側へ凹むように円弧状に湾曲している。図１５は、比較例として、検出器４５の検出面４５ａ及び撮影台４４の上面４４ａが平面である乳房画像撮影装置の構成を示す図である。図１５に示す構成では、Ｘ線を検出面４５ａに対して斜めに入射させるため、検出器４５の周辺部での、Ｘ線の入射角がより大きくなる。トモシンセシス撮影では、検出面４５ａの周辺部でＸ線が斜めに入射される傾向がより顕著となる。そのため、検出面４５ａの周辺部で撮影像の品質が悪くなる。

これに対して、図１４に示す構成では、検出器８の検出面８ａがＸ線源５−１と反対へ凹む曲面を含むので、トモシンセシス撮影においても、検出面８ａの周辺部におけるＸ線ビームの入射角度を０度に近くすることが可能となる。その結果、トモシンセシス撮影においても、高品質の断面画像を得ることができる。さらに、トモシンセシス撮影における散乱防止グリッドの使用が可能となる。そのため、例えば、トモシンセシス撮影時と、マンモグラフィ撮影時とで、散乱防止グリッドの有無を切り換える機構が不要になる。ひいては、装置の小型化、Ｘ線の出力の低減化が容易になる。さらに、撮影台７の第１当接面７ａも、検出面８ａに沿った曲面を含むことで、被検者の痛みを低減化することができ、また、Ｘ線の乳房通過距離を均一に近づけることができる。

＜実施形態３＞
図１６は、実施形態３における乳房画像撮影装置２−２の正面図である。本実施形態では、Ｘ線源５−２及び検出器８−２が、撮影台７に対して相対的に移動可能となっている。線源支持部１６−２は、線源収納部６−２を、Ｙ方向の軸を回転軸として回転させる回転機構を備える。撮影台支持部１７−２は、撮影台７内の検出器８−２を、Ｙ方向の軸を回転軸として回転させる回転機構を備える。すなわち、Ｘ線源５−２を収納する線源収納部６−２は、円弧状に移動可能に構成される。Ｘ線源５−２の移動に対応して、検出器８−２も移動可能に構成される。この構成において、Ｘ線源５−２及び検出器８−２を円弧状に移動させて、撮影台７に固定された乳房１０に対して、異なる複数の角度からＸ線を照射して、適切な位置で乳房を通過したＸ線を検出することができる。すなわち、異なる複数の角度から乳房の撮影を行うことができる。例えば、トモシンセシス撮影が可能になる。なお、本実施例では、Ｘ線源５−２及び検出器８−２を円弧状に移動させているが、これらを直線状に移動させることもできる。

図１７は、Ｘ線源５−２及び検出器８−２の移動形態の一例を示す図である。図１７に示す例では、Ｘ線源５−２と検出器８−２は、相対位置関係は保ったまま、圧迫板１１と撮影台７との間にあるＹ方向の軸を回転軸として、回転するように構成される。例えば、Ｘ線源５−２と検出器８−２を互いに連結する支持部材（図示せず）を基台１２に対して回転可能に取り付けることで、Ｘ線源５−２及び検出器８−２を回転させることができる。図１７に示す例では、Ｙ方向に垂直な断面における検出器８−２の曲面の円弧が作る仮想円の中心にＸ線源５−２が配置された状態で、Ｘ線源５−２及び検出器８−２が、撮影台７に対して相対的に移動可能となっている。Ｘ線源５−２の移動経路の円弧の中心は、圧迫板１１と撮影台７の中間付近に位置している。

なお、図１８に示すように、Ｘ線源５−２を、Ｘ方向に直線的に移動可能とすることもできる。また、Ｘ線源５−２と検出器８−２は、相対位置関係を変えながら移動することも可能である。例えば、Ｘ線源５−２及び検出器８−２が協調しながら回転する際に、検出器８−２の角度変位をＸ線源５−２より小さくすることができる。

図１９は、実施形態３における乳房画像撮影装置２−２におけるＸ線源５−２から照射されるＸ線ビームと検出器８−２との位置関係を示す図である。図１９において、検出器８−２の検出面８−２ａ及び撮影台７の第１当接面７aの一部は、実施形態１及び２と同様に、Ｘ線源５−２と反対側へ凹むように円弧状に湾曲している。Ｘ線源５−２と検出器８−２は、一定の相対位置を保って対向するように配置された状態で、移動可能となっている。

図１９に示すように、検出器８−２の検出面８−２ａを曲面にするとともに、Ｘ線源５−２と検出器８−２の相対位置関係を保ったまま回転させることにより、トモシンセシス撮影において、検出面８−２ａの周辺部におけるＸ線ビームの入射角度をさらに０度に近くすることが可能となる。その結果、高品質の断面画像を得ることができる。また、トモシンセシス撮影における散乱防止グリッドの使用、装置の小型化、Ｘ線の出力の低減化、及び、被検者の痛みの低減化の効果が得られる。

＜実施形態４＞
図２０は、実施形態４における乳房画像撮影装置２−３の側面図である。図２１は、図２０に示す乳房画像撮影装置２−３の撮影台７−３の斜視図である。図２２Ａは、撮影台７−３の、乳房を差し入れる方向（Ｙ方向）に平行な面であってＸ線源５を通る面における断面図である。図２２Ｂは、撮影台７−３の、乳房を差し入れる方向に垂直な面（ＸＺ平面）における断面図である。

乳房画像撮影装置２−３において、撮影台７−３の第１当接面７−３ａとＸＺ平面との交線は円弧状であり、第１当接面７−３ａとＸ線源５を通るＹＺ平面との交線も円弧状となっている。第１当接面７−３ａは、検出器８−３側に凹む曲面を有し、この曲面は球面の一部となっている。すなわち、第１当接面７−３ａは、球面状に湾曲している。

検出器８−３の検出面８−３ａも、第１当接面７−３ａに沿う曲面を有している。検出面８−３ａとＸＺ平面との交線は円弧状であり、検出面８−３ａとＸ線源５を通るＹＺ平面との交線も円弧状となっている。検出面８−３ａは、Ｘ線源５と反対側に凹む曲面を有し、この曲面は球面の一部となっている。すなわち、検出面８−３ａは、球面状に湾曲している。なお、図示しないが、検出器８−３の上部には、球面状に湾曲した散乱防止グリッドが配置されてもよい。

検出器８−３の検出面８−３ａを球面状にすることにより、検出面８−３ａのＹ方向においても、検出面８−３ａに対するＸ線ビームの入射角度を均一に近づけることが可能となる。すなわち、乳房を差し入れる方向において、検出面８−３ａのどの位置でも、Ｘ線の検出面８−３ａに対する入射角を０度に近づけることができる。その結果、検出面８−３ａの曲面のほぼ全域において、Ｘ線の検出面８−３ａに対する入射角を０度に近づけることができる。これにより、さらに高品質の画像を得ることができる。また、トモシンセシス撮影においても、同様の効果が得られる。また、この他にも、トモシンセシス撮影における散乱防止グリッドの使用、装置の小型化、Ｘ線の出力の低減化、被検者の痛みの低減化が可能になる。

なお、図２０、図２１、図２２Ａ及び図２２Ｂに示す例では、検出面８−３ａ及び第１当接面７−３ａのＸＹ断面及びＹＺ平面との交線が円弧であるが、これらの交線は円弧でない曲線、例えば、下に凸の曲線等であっても、上記効果を得ることができる。

＜変形例＞
上記実施形態１〜４では、検出器８が撮影台７の内部に設けられる形態であったが、検出器８は、撮影台７の外に、撮影台７とは独立して配置することもできる。図２３は、撮影台７のＸ線源５とは反対側に検出器８を配置した場合の例を示す図である。この場合、検出器８は、アーム９（図１等参照）に接続されてもよい。また、検出器８を移動させる機構がアーム９と検出器９との間に設けられてもよい。

上記実施形態１〜４では、検出器８の検出面８ａ及び撮影台７の第１当接面７ａのいずれも曲面を含む構成であったが、検出面８ａ及び第１当接面７ａのすくなくとも一方が曲面を含む構成であってもよい。例えば、図２４に示す例では、第１当接面７ａは平面であり、検出面８ａが、Ｘ線源５と反対側に凹む曲面を含む構成となっている。図２５に示す例では、第１当接面７ａが検出器８側に凹む曲面を有し、検出面８ａは、平面である構成となっている。

圧迫板１１の第２当接面１１ａも曲面を含んでもよい。図２６に示す例では、圧迫板１１の第２当接面１１ａは、検出器８側へ凹む曲面を含む。第２当接面１１ａの曲面は、第１当接面７ａ又は検出面８ａの曲面に沿う形状とすることができる。これにより、第２当接面１１ａと第１当接面７ａで挟まれる領域の幅、又は、第２当接面１１ａと検出面８ａで挟まれる領域の幅を均一に近づけることができる。そのため、検出面８ａにおいて検出されるＸ線も透過経路の差が小さくなり、撮影画像の品質をさらに向上させることができる。

図２７に示す例では、圧迫板１１の第２当接面１１ａは、Ｘ線源５側へ凹む曲面を含む。乳房を差し入れる方向から見た場合に、第２当接面１１ａと第１当接面７ａで挟まれる領域の中央部が最も広く周辺部にいくにつれて狭くなるように、第２当接面１１ａと第１当接面７ａが構成される。これにより、乳房１０の中央部における圧迫を和らげて、被験者の痛みをさらに低減することができる。

第１固定部材と第２固定部材は、上記の撮影台７及び圧迫板１１の例に限定されない。例えば、被験者の左右方向から乳房を挟む１対の板を、第１固定部材及び第２固定部材とすることもできる。また、圧迫板１１は、フィルムなどの可撓性を有する材料で形成されてもよい。

１ 乳房画像撮影システム
２ 乳房画像撮影装置
５ Ｘ線源
７ 撮影台（第１固定部材の例）
７ａ 第１当接面
８ 検出器
８ａ 検出面
１１ 圧迫板（第２固定部材の例）
１１ａ 第２当接面

Claims (9)

1. Ｘ線源と、
   Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出面を有する検出器と、
   前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、乳房に接して固定するための第１当接面を有する第１固定部材と、
   前記第１固定部材と前記Ｘ線源との間に配置され、前記第１当接面に対向する第２当接面を有する第２固定部材とを備え、
   前記第１当接面及び前記検出面の少なくとも１つは、前記Ｘ線源と反対側へ凹む曲面を含む、乳房画像撮影装置。
2. 前記乳房を差し入れる方向に垂直な平面と前記曲面との交線は円弧状である、請求項１に記載の乳房画像撮影装置。
3. 前記乳房を差し入れる方向に平行な面であって前記Ｘ線源を通る平面と前記曲面との交線は円弧状である、請求項２に記載の乳房画像撮影装置。
4. 前記乳房を差し入れる方向に垂直な断面における前記曲面の円弧が作る仮想円の中心に、前記Ｘ線源が配置される、請求項２に記載の乳房画像撮影装置。
5. 前記第１当接面及び前記検出面が、前記検出器側へ凹む曲面を含み、
   前記検出面の曲面は、前記第１当接面の曲面に沿う形状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の乳房画像撮影装置。
6. 前記Ｘ線源は、前記第１固定部材に対して相対的に移動可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の乳房画像撮影装置。
7. 前記検出器が前記曲面を含み、
   前記乳房を差し入れる方向に垂直な断面における前記検出器の前記曲面の円弧が作る仮想円の中心に前記Ｘ線源が配置された状態で、前記Ｘ線源及び前記検出器が、前記第１固定部材に対して相対的に移動可能である、請求項２に記載の乳房画像撮影装置。
8. 前記第２当接面は、前記検出器側へ凹む曲面を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の乳房画像撮影装置。
9. 前記第２当接面は、前記Ｘ線源側へ凹む曲面を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の乳房画像撮影装置。

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