JP6348181B2 - トモシンセシスのためのマンモグラフィ撮像装置およびマンモグラフィ撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、マンモグラフィに関連するトモシンセシスプロセスであって、乳房のいくつかの画像を垂直線から±１５°の範囲内等の様々な投影角度で撮影し、そのように得られた画像情報から、適用可能な画像処理ソフトウェアによって断層画像を合成することができる、トモシンセシスプロセスに関する。

乳がんは、女性において最も一般的な種類のがんである。研究によれば、女性の１０人に約１人が生涯の或る時点で乳がんに罹患する。乳がんが症状に基づき発見される時、病気は、回復に向けての予後が相対的に良くないステージまで既に進んでしまっていることが多い。４０歳を超える女性のために多くの国で用意されているスクリーニングプログラムにおいて発見される事例もいくつかある。スクリーニングによって非常に早期のがんが見つかることも多く、それにより、見つかったがんの治療を手遅れにならないうちに開始することができるため、回復の見込みがより高くなる。

マンモグラフィは、臨床的試験法としての乳がんスクリーニング、および、経過診断における乳がんスクリーニングの両方において広く使用されている方法である。マンモグラフィはＸ線撮像方法であり、この目的のために具体的に設計した機器が使用される。スクリーニングの研究において、マンモグラフィは、感度が９０％〜９３％、特異度が９０％〜９７％であることが報告されている。この報告は、スクリーニングの研究が有用であること、および、乳がんのスクリーニングによる早期の発見によって人命を救うことができることを示している。マンモグラフィによって、乳がんによる死亡率が５０歳を超えた女性では３５％、４０歳〜５０歳の年齢のグループの女性では２５％〜３５％減少することが証明されている。

マンモグラフィ画像は、石灰化、すなわち乳房の軟組織内でのカルシウムの小さな沈着物等の乳房内の様々な異常を発見するために検査される。一般的に石灰化を、乳房の触診よって発見することはできないが、Ｘ線画像で視認することができる。大きな石灰化は一般的にはがんには関連せず、小さなカルシウム沈着の集積（すなわち、いわゆる微小石灰化）が乳がんに関連し得る余分な乳房細胞活性の兆候である。マンモグラフィによって発見されるべき他の特徴には嚢胞および繊維腺腫が含まれるが、これらは一般的にはがんとは関連しない。

従来のスクリーニングマンモグラフィでは、通常、乳腺が２つの圧迫プレート間で圧迫され、上方からと斜め方向からとの少なくとも２回放射線で照射される。必要に応じて、追加的な第３の画像が真横から撮影される。組織層が、そのような撮像の際のＸ線ビーム方向に互いに重なっているため、これら照射によって２次元画像が形成されるが、この場合、高い吸収性の構造が当該構造の下にある構造の発見を阻害し得る。

マンモグラフィの継続的な開発によって、新たなタイプのマンモグラフィ方法およびマンモグラフィデバイスが得られ、それにより、乳房を２次元画像以外の手段によっても検査することができる。乳房をいくつかの投影角度で撮像する場合、乳房の３次元分布を、適用可能な再構成アルゴリズムを使用することによって形成することができる。トモシンセシスでは、通常、Ｘ線検出器の表面に平行であり、乳房の異なる層を表示するいくつかの画像が個々の放射線写真のグループから生成される。互いに重なっているために個別の放射線写真からは発見されることができない組織構造を、これら画像から発見することが可能であり得る。

典型的な最新のデジタルマンモグラフィ機器は、フレーム部と、Ｃアームまたは、フレーム部に回転可能に接続されている対応する構造部と、を備える。Ｃアームの第１の端部にＸ線源が、第２の端部に放射線検出器が配置されている。「撮像手段」という用語が、多くの場合これらデバイスに対して使用される。実質的に上記のＸ線源と検出器との間の領域内に、通常は検出器の近傍に圧迫プレートが配置されており、この圧迫プレートは、曝射時間中、乳房を圧迫して位置決めするように設計されている。

従来技術において、３次元マンモグラフィ機器に関連して、乳房を多くの異なる投影角度で撮像する様々な方法が使用されるかまたは示唆されてきた。これら方法には、Ｘ線源を一定の速度でまたは速度を変化させて乳房の周りの湾曲経路（curved path）に沿って連続的に回動させること、Ｘ線源を、Ｘ線源が静止している各曝射の合間に段階的に回動させること、および、複数の固定のＸ線源を使用することが含まれる。検出器および３次元マンモグラフィ機器の構成に応じて、検出器を固定した状態に維持してもよく、直線的に移動させてもよく、かつ／または、傾けてもよく、かつ／または、検出器が投影ごとにＸ線ビームに対して同じ位置のままであるように移動させてもよい。

Ｘ線源は通常、マンモグラフィ機器のＣアームが支えるには相対的に重い構成部材である。Ｘ線源を段階的に移動させる場合、撮像機器は、各曝射前に振動していない状態に達していなければならない。この場合、マンモグラフィ機器の構造は、多段階の撮像手順に含まれる加速、減速、および、停止（安定化時間）の回数を考慮して最適化されるべきである。このような撮像手順に必要な合計時間は、かなり長くなる傾向がある。

一方、Ｘ線源を連続的に移動させる場合、動きアーチファクトが生じることを避けるために、５０ｍｓ未満等の非常に短い曝射時間を使用しなければならない。これにより今度は、十分強力な放射線源を使用することが必要になり、すなわち、従来技術の２次元マンモグラフィ機器内で通常使用されるＸ線源よりもいっそう重いＸ線源を使用することが必要になる。その結果、撮像機器の他の構成を、かかる質量をも考慮して設計しなければならない。

また、マンモグラフィ機器内にいくつかのＸ線源を配置する場合、マンモグラフィ機器のための全く新たなタイプの設計が必要になる。そのような機械的構造を使用する場合に、従来の２次元スクリーニングマンモグラフィ機器を使用することを考慮したうえでなお実用的であり得る構成を提案できることは難題である。

Ｘ線源の移動は一定に実施されるが、動きアーチファクトを避けるために、例えば、乳房を圧迫する圧迫プレートと、任意で検出器とを同時にＸ線源の移動に追随するように、短い曝射時間中に移動させるような撮像を実施することが新規解決策の１つである。この場合、動きアーチファクトは曝射中に生じず、圧迫プレートは常に、次の照射パルス前に圧迫プレートの開始位置に戻ることができる。そのような技術は、特に、特許文献１に記載されている。

マンモグラフィでは、極小の調査結果を画像情報から探す。トモシンセシス撮像に関する画像情報処理の観点から、撮像に関し、撮像の流行の幾何学的構成を可能な限り精確に知ることが好ましいであろう。或る相違および公差が主に機械的構造に関係している場合、撮像機器およびその構成部材の寸法および経路の理論上の知識があるからといって、求められる精度を必ずしも実現できるわけではない。マンモグラフィ撮像装置を撮像イベント前に較正することによって、撮像時に実現される実際の幾何学的撮像構成に一致する情報が、プロセス中に撮影される全画像に関し、形成されるわけではない。撮像機器の構成部材が撮像プロセス中に移動する間、これら構成部材は、重力等の外力を受けやすく、撮像のために位置決めされた患者さえ、撮像中に撮像機器に寄り掛かるかまたはもたれる時に、計算から逸脱した機器構造部内の屈曲または機器構造部の移動を引き起こし得る。

一般的には、従来のスクリーニング用に設計されたマンモグラフィ機器をトモシンセシス撮像にも適用可能に修正することは必ずしもそれほど簡単ではなく、また同様に、トモシンセシス撮像用に設計されたマンモグラフィを直接的に従来のスクリーニングにも適用可能にすることは必ずしもそれほど簡単ではない。

国際公開第２０１０／０６１０６２号

マンモグラフィ機器によって撮影した個々の２次元画像のトモシンセシスであって、画像撮影時に撮像機器の撮像手段の幾何学的相互構成が個々の画像ごとに個別に決定されるような、トモシンセシスを可能にすることが本発明の目的であり、好ましい実施形態である。したがって、かかる目的は１つの解決策であり、かかる解決策によって、撮像における幾何学的構成が常に、個々の各２次元画像に投影された較正情報に基づいて計算されることができるため、実際の撮像機器の機械的な構造および移動が必ずしも極めて精確である必要がない。本発明の好ましい実施形態には、従来のマンモグラフィ機器をトモシンセシス撮像用にも適用されることができるように比較的単純に更新することができる複数の解決策が含まれる。

本発明の上記目的は、添付の独立請求項の解決策によって達成される。本発明のいくつかの好ましい実施形態を、添付の従属請求項において提示する。

本発明および本発明の好ましい実施形態によって、撮像機器の機械的特性とは無関係に精確なトモシンセシス画像を形成することができる。従来のマンモグラフィの撮像用に設計された既存の撮像機器（かかる既存の撮像機器には、撮像機器自体内に、撮像プロセス中の撮像手段の位置および移動についての精確な情報を生成する手段を必ずしも含まない機器が含まれる）をトモシンセシスのために使用することができる。本発明の特に好ましい実施形態によって、少なくともいくつかの従来技術のマンモグラフィ機器を、１つのみの交換可能な構成部材を有する本マンモグラフィ機器を配置することによって、また、撮像装置のソフトウェアを更新することによってトモシンセシス撮像にも適用されることができるように修正することができる。

以下、本発明のいくつかの実施形態およびそれら実施形態の利点を、添付の図面も利用して詳細に説明する。

典型的なマンモグラフィ機器の基本構造を示す図である。 トモシンセシスの原理を示す図である。 マンモグラフィ機器に接続されて使用される１つの典型的な下側トレイ構造部を示す図である。 マンモグラフィ機器の、本発明と関連した用途に適用されることができる、本発明に係わる１つの較正構造部が組み込まれた１つの下側トレイ構造部を示す図である。 図４に係わる下側トレイ構造部に属する較正球（calibration balls）が様々な投影角度でいかに撮像されるかを示す図である。 図４に係わる下側トレイ構造部に属する較正球が様々な投影角度でいかに撮像されるかを示す図である。 図４に係わる下側トレイ構造部に属する較正球が様々な投影角度でいかに撮像されるかを示す図である。 図４に係わる下側トレイ構造部が取り付けられた図１に係わるマンモグラフィ機器を示す図である。 本発明に係わる１つの撮像プロセスの動作原理を示す図である。 本発明に係わる１つの装置の基本的な構成部材のダイヤグラムである。

図１〜図３は、マンモグラフィ機器の通常の構成部材を示す。図１のマンモグラフィ機器（１）は、フレーム部（１０）およびフレーム部（１０）に取り付けられたＣアーム（１１）（より一般的にはアーム構造部（１１））からなる。Ｃアーム（１１）の上部内には、放射線源（１２）がＣアーム（１１）のカバー内に配置されている。放射線源（１２）は、検出器ハウジング（１３）内に位置決めされた検出器（１８）方向に、マンモグラフィ機器の上側圧迫プレート（１４）を（そのような上側圧迫プレートが本機器に取り付けられている場合に）貫通して通過するビームを発生させるために配置されている。検出器ハウジング（１３）または対応する構造部は通常、下側トレイ構造部（１５）内に配置され、撮像対象から散乱される放射線を吸収する格子構造部（１７）が下側トレイ構造部（１５）に接続されて組み込まれていることができる。下側トレイ構造部（１５）を、マンモグラフィ機器内に固定された構造部とすることも、着脱可能に取り付けて配置することもできる。下側トレイ構造部（１５）の上面が通常、乳房が撮像のために位置決めされるプラットフォームとして機能するため、多くの場合にかかる構造部はまた、下側圧迫プレートと呼ばれる。図１に係わる解決策では、下側トレイ構造部（１５）は、下側トレイ構造部をマンモグラフィ機器（１）に着脱可能に接続することができる接続手段（１６）によって配置されている。

今日の通常のマンモグラフィ機器を、本発明に係わる装置内での用途に適用することができる。そのような機器が電動化されているため、Ｃアーム（１１）は、垂直方向に移動することができかつ軸（通常は、Ｃアーム（１１）をマンモグラフィ機器のフレーム部（１０）に接続する物理学的な水平軸）の周りを回動することができるように配置されている。Ｃアーム（１１）は、２つの部分から実装されることができる。それにより本機器の基本的構成には、実質的に垂直方向の直立フレーム部（１０）または壁もしくは天井に固定されることができるフレーム部（１０）と、フレーム部（１０）に接続し、水平回転軸を中心にして回動可能に配置されているアーム構造部（１１）とが含まれることができ、アーム構造部（１１）の両端部の実質的に第１の端部に、焦点を含む放射線源（１２）が配置され、第２の端部に画像データ受信手段（１８）が配置されている。アーム構造部（１１）は、アーム構造部（１１）の第１の端部および／または第２の端部が水平回転軸を中心にして独立して回動することができるように実装されることができる。さらに、本装置は、情報記録手段と、撮像に関する情報を処理するための、特に画像情報処理のための手段とを有する、制御手段を有することができる。

図２は、乳房の個々の画像が様々な投影角度で、例えば垂直線から約±１５°の角度で撮影される、典型的なトモシンセシス撮像の原理を示す。上記原理によって取得された画像情報から、様々な断層画像を、適用可能な画像処理ソフトウェアによって合成することができる。図２は、放射線源（１２）の撮像される乳房に対する位置のみが変えられる装置を示すが、乳房が定位置に位置決めされて保持され、検出器（１８）が撮像対象の乳房の反対側で放射線源（１２）の移動に追随するようにＣアーム（１１）の全体が回動される装置もまた既知である。

上述のように、放射線源（１２）は、撮像手順の開始位置から終了位置まで連続的に移動するように配置されることができ、かつ、かかる移動の間に、放射線源（１２）は、数回の短い照射時間中、スイッチがオンにされることができ、Ｘ線パルスを発生させるように配置されることができる。他の可能性は、放射線源（１２）を、曝射ごとにＣアーム（１１）の移動が所定の角度位置で停止するように段階的に移動させることである。依然として、これら装置の前者の問題点は、特に曝射中の放射線源の移動によって引き起こされる撮像の不正確性であり、後者の問題点は、Ｃアームを多数の様々な撮像位置で停止させることによって撮像プロセスが長時間になることである。したがって、代替的解決策が開発されてきた。代替的解決策では、乳房は、放射線源の移動に追随するように、すなわち放射線源（１２）によって発生したビーム内に固定されたままであるように短い照射時間中に常に放射線源（１２）の移動に同調するように回動される。そのような装置では、各照射パルスの合間の時間中、所望に応じて、乳房はさらに反対方向に回動されて戻される（例えば、前回の照射パルス前の乳房の位置に戻される）ことができる。乳房のそのような、行ったり来たりする回動移動は、例えば１°未満であるように構成されることができ、角度が小さいため、実際には患者は回動に気付きさえしない。

図２および図３において下側トレイ構造（１５）の下に示される格子構造部（１７）は通常、従来のマンモグラフィ画像の撮影時に使用されるが、ビームの入射角および格子構造部（１７）が様々な投影において大きく変化し得る撮像プロセスでは、そのような構造部は必ずしも使用されない。格子構造部（１７）の動作原理には、実質的に放射線源の焦点方向に向けられた各薄板を配置することが含まれ、かかる格子構造部は、乳房の撮影された画像内のいかなる特定の箇所においても投影されないように、撮像エリア内で曝射中に移動されることができなければならない。薄板の向きが調節可能に配置されない場合、撮像装置の寸法によって、図２に係わる撮像において格子構造部（１７）を使用することが不可能になり得る。そのような状況が生じるのは、放射線が格子構造部にぶつかる角度が非常に大きくなり、乳房を貫通した量子が薄板の間隙を通って検出器までもはや進むことができず、格子構造部内で吸収される場合である。

図４は、本発明において使用されることに適したマンモグラフィ機器の１つの下側トレイ構造部（１５）を示す。そのような構造部では、図３に示した格子構造部（１７）が含まれていることも、格子構造部（１７）が除外されていることもできるが、下側トレイ構造部（１５）にＸ線を吸収する参照球（reference balls）（２１）または他の小物体が配置されていることが不可欠である。図４に係わる解決策では、これら球（２１）は、下側トレイ構造部（１５）に取り付けられた翼状支持構造部（２４）を備える較正構造部（２０）内の様々な位置に組み込まれている。図４に示す較正構造部（２０）は、下側トレイ構造部（１５）の実質的に２つの両縁部上に、下側トレイ構造部（１５）の表面と平行に水平方向に延在している２つの基部（２２）を備え、これら２つの基部（２２）の少なくとも一方（図４では両方）は球（２１）を備え、実質的に垂直に延在している支持アーム（２３）がこれら両基部（２２）から分岐している。これら支持アーム（２３）は、これら支持アーム（２３）間に、同様に、Ｘ線を吸収する上記球（２１）または他の小物体を備える支持構造部（２４）を支持している。

図４に係わる解決策では、４個の球（２１）が両基部（２２）に、９個の球（２１）が支持構造部（２４）に配置されている。本発明の好ましい実施形態では、球（２１）または他の小物体は、特に少なくとも２つの異なる平面上に（すなわち、３次元構造として）配置されているため、少なくとも５つの球（２１）または他の小物体が存在し、例えばそれら５つのうちの少なくとも１つの球（２１）または他の小物体が、それ以外の球（２１）または他の小物体とは異なる平面上に存在している。本発明に係わる好ましい解決策の１つでは、６個〜８個の球（２１）もしくは他の小物体が、検出器（１８）の表面の平面近くの実質的に同一の平面上で、図４に係わる較正構造部（２０）または対応する構造部に配置され、検出器の表面の両縁部上に好ましくは均等に分配されているかまたは可能な限り均等に分配され、８個〜１２個の球（２１）もしくは他の小物体が、上述の検出器（１８）の上記表面近くに配置されている上記球（２１）もしくは他の小物体よりも検出器（１８）の上記表面の上記平面から大きく距離をおいて配置されている。

図４に係わる解決策では、球（２１）は、従来のマンモグラフィ撮像（図３）において使用される対応する下側トレイ構造部（１５）に接続されて組み込まれている。このような構成によって、撮像機器に対して適切な下側トレイ構造部（１５）を取り換えることのみによって、従来のマンモグラフィ撮像からトモシンセシス撮像へ移行することが容易になる。それでも、図４に示す較正構造部（２０）による方法以外の方法でもマンモグラフィ機器内に球（２１）を配置することができる。そのような較正構造（２０）を他の形状とすることもでき、また、マンモグラフィ機器内の下側トレイ構造部（１５）以外の場所にさえ取り付けられていることもでき、取付け可能であることもできる。また、球（２１）を１つの平面上にのみ配置することもできる。

例えば、図４に係わる解決策では、球（２１）は、下側トレイ構造部（１５）の上面の上方に位置する平面上に配置されている。一方、球（２１）が様々な撮像投影から、すなわち、放射線源（１２）によって発生したビームの様々な位置からいかに投影されるかを図示する図５では、球（２１）は、実質的に下側トレイ構造部（１５）の近傍に位置しているが、それでも球（２１）は下側トレイ構造部（１５）の表面に取り付けられていないように下側トレイ構造部（１５）の上面の下方に配置されている。球（２１）のかかる配置の目的は例えば、確実に、使用状況において下側トレイ構造部（１５）の上面に生じ得る屈曲が、球（２１）の検出器（１８）に対する位置に影響を与えないようにすることである。

撮像装置内の参照球（２１）の配置を考慮する場合、参照球（２１）を、それら参照球（２１）が撮像イベントに関して撮像機器内に位置決めされた乳房に重なって投影されない箇所に配置することが好ましい。したがって、例えば図４の構造部では、球（２１）は、下側トレイ構造部（１５）の、患者が撮像機器内に位置決めされる方向側の近傍には配置されず、かかる側に隣接する側に配置されている。一方では、較正構造部（２０）の、球（２１）が取り付けられている翼状支持構造部（２４）の検出器（１８）からの距離、および、他方では、検出器（１８）の後縁部から翼状支持構造部（２４）の上方までの高さは、球（２１）が、患者が撮像機器内に位置決めされる方向の縁部とは実質的に反対側の縁部上に画像が撮像されるように実装されている。図６ａおよび図６ｂは、参照球（２１）の投影（２１’）がいかに図５に示す放射線源（１２）の末端位置において撮像されるかを示す。

上記構成によって、放射線源（１２）がアーム構造部の垂直位置の一方側から他方側への特定の断層振角（tomographic angle）に亘って移動する解決策が説明される。本発明の好ましい一実施形態には、アーム構造部（１１）の移動が全体として常に、撮像のために位置決めされた患者から離隔して実施されることができる位置から開始される解決策も含まれる。かかる解決策によって、特に、アーム構造部（１１）が患者方向に移動することによって驚かせてしまい、したがって動かしてしまい、ひいては撮像全体の失敗にさえなり得る可能性を回避することができる利点が提供される。

図７は、図４に係わる較正構造部（２０）を備える下側トレイ構造部が取り付けられた図１に係わるマンモグラフィ機器を示す。トモシンセシス撮像プロセスは、そのような撮像装置を用いて、例えば、図８に従って進められることができる。上記プロセスは、撮像のために患者を位置決めすることによって開始される。上記位置決めすることは、上記装置に関し、下側トレイ構造部（１５）上に乳房を載置し、場合によっては上側圧迫プレート（１４）によって乳房を動かないように圧迫することを意味する。本機器のアーム構造部（１１）またはアーム構造部の放射線源（１２）を備える部分が撮像プロセスの第１の投影角度まで駆動されていなかった場合、アーム構造部（１１）は第１の投影角度まで駆動され、その後、上記装置の第１の曝射の準備が整う。曝射に関連して検出器（１８）によって検出された画像情報が読み出されて記録され、撮像が、２°の投影角度間隔等の小さい投影角度間隔で反復される。撮像段階後、球（２１）の投影（２１’）の位置を、記録した各画像内で特定し、各画像に関する繰返しプロセスを実行し、所定の初期値から開始して放射線源（１２）の、画像上に投影された球（２１）の位置に対応する焦点の座標点を決定する。また、各個別の曝射の画像情報に関するかかるプロセスを、実際の撮像プロセス中に、新規曝射の終了のたびに実施することもできる。この場合、画像情報の実際の再構成において、投影に特有な撮像の幾何学構成決定プロセスにおけるデフォルト値から逸脱した、放射線源（１２）の焦点のあり得る座標が考慮され、かかるプロセス後、１つ以上の断層画像を表示することができる。

図９は、本発明に係わる１つの装置の基本的な構成部材のダイヤグラムである。本装置は、制御システムを備えるマンモグラフィ撮像機器であって、Ｘ線を吸収する球または他の小物体を備える較正構造部が取り付けられることができるマンモグラフィ撮像機器を備える。これら球または他の小物体の幾何学的相互構成についての情報はメモリ内に記録され、かかる情報はマンモグラフィ機器によって生成された投影画像から得られた情報と共に断層画像の形成および表示のためのトモシンセシス計算プロセスにおいて使用される。

本発明の上記の好ましい実施形態では、３次元の幾何学的相互構成を形成するように参照球（２１）が配置されている。かかる装置によって、画像を撮影する瞬間の、放射線源（１２）の焦点の、検出器（１８）の位置（例えば、検出器の中心位置）に対する位置だけでなく検出器（１８）の向きをも、いかに撮像プロセス中に本機器構造部が計算によるデフォルト値から逸脱して屈曲または移動したかとは無関係に決定することができる。

球（２１）が取り付けられている下側トレイ構造部（１５）が撮像プロセス中に屈曲し得る可能性等を考えなくてもよい場合、原理的には、焦点の位置を、１つの平面上のみに配置された球の幾何学的構成に基づいて決定することもできる。換言すれば、上記装置に関し、検出器（１８）、ハウジング（１３）、下側トレイ構造部（１５）、および球（２１）を支持する較正構造部（２０）が剛性体を形成し、撮像中に部材の各位置において変化を生じないのであれば、同様に、１つの平面上に配置された球の幾何学的構成の投影に基づいて、各画像の撮影の瞬間の焦点の位置を、決定することができる。この場合好ましくは、球（２１）は、検出器（１８）から好ましくは少なくとも５ｃｍ等の距離をおいてして位置する平面上に配置されている。

マンモグラフィ機器を撮像プロセス中に制御する好ましい方法の１つには、既に上述した手順が含まれ、かかる方法では、放射線源（１２）が一定の速さで移動し、乳房が短い照射パルスの時間中に放射線源（１２）の移動に追随するように常に設定されている。そのように同調した移動によって、曝射時間中の放射線源（１２）および乳房の相互移動によって必然的に生じる動きアーチファクトを回避することができる。また、そのような装置によって、わずかに時間の長くなった曝射パルスを使用することもできる結果、従来のマンモグラフィ機器で使用される種類のＸ線源よりも強力であり、したがってより重いＸ線源を採用する必要なく、従来のマンモグラフィ撮像のために使用される機器を断層撮像に使用することもできる。一方、放射線源（１２）が各個別の曝射時間中に必ず停止する解決策に比して、本装置によって、撮像プロセスに必要な全時間は大幅に短くなる。

照射パルス時間が常に各パルスの合間の時間よりも相当短くなることにより、パルス時間に放射線源（１２）が移動する距離が、放射線源（１２）が各パルスの合間の時間に移動する距離に比して短いように、上記撮像プロセスを実施するとき、所望により、次の照射パルスの前に乳房を回動して元の向きに戻す十分な時間がプロセス中に常に存在する。そのような解決策を実現するための好ましい方法の１つは、照射パルス時間中、アーム構造部（１１）の下側部分（乳房を動かないように位置決めする手段１４，１５を備える部分）をアーム構造部（１１）の上側部分（放射線源（１２）を備える部分）に常に機械的に接続し、それにより、アーム構造部（１１）の下側部分は、アーム構造部（１１）の上側部分の移動に並行して同一の角速度で自動的に回動し、かつ、各パルスの合間の時間に、アーム構造部（１１）の下側部分を駆動して、前回のパルスの開始前の位置に戻すことである。

したがって、本発明および本発明の好ましい実施形態は、トモシンセシスのためのマンモグラフィ撮像装置であって、実質的に垂直に直立しているフレーム部（１０）または壁もしくは天井に固定されることができるフレーム部（１０）と、フレーム部（１０）に接続し、水平回転軸を中心にして回動可能なアーム構造部（１１）であって、アーム構造部（１１）の両端部の実質的に第１の端部に、焦点を含むＸ線源（１２）が配置され、実質的に第２の端部に画像データ受信手段（１８）が配置されている、アーム構造部（１１）と、を有するマンモグラフィ撮像機器（１）を有する、マンモグラフィ撮像装置を含む。実質的に画像データ受信手段（１８）の上に位置している下側トレイ構造部（１５）が追加的にアーム構造部（１１）の第２の端部に接続配置されている。本装置はまた、アーム構造部（１１）の少なくとも１つの構成部材を移動させかつ画像データ受信手段（１８）の動作を制御する制御手段、ならびに、情報記録手段および情報処理手段を有する処理手段を有する。

Ｘ線を吸収する球（２１）または他の小物体を有する１つ以上の較正構造部（２０）がマンモグラフィ撮像機器（１）に取り付けられ、較正構造部（２０）および較正構造部（２０）の機器（１）への取付けは、本機器のトモシンセシス撮像投影において、球（２１）もしくは他の小物体、または、それらの少なくとも一部が、本機器内で放射線源（１２）の焦点から画像データ受信手段（１８）に達する放射ビームによって被覆される体積部（volume）内に位置するように実装される。これら球（２１）または他の小物体の幾何学的相互構成についての情報は、本装置の処理手段内に記録される。

そのような装置では、球（２１）または他の小物体が放射ビーム内に位置するように配置されることができる結果、上記球（２１）もしくは他の小物体、または、それらの少なくとも一部は、実質的に画像データ受信手段（１８）の１つ以上の縁部であって、撮像対象が撮像のためにマンモグラフィ機器内で位置決めされる方向の縁部は除く、縁部上に投影される。本装置に属する較正構造部は、アーム構造部（１１）の下側トレイ構造部（１５）が配置されている端部に取り付けられることも、直接的に下側トレイ構造部（１５）に取り付けられることもできる。

球（２１）または他の小物体の幾何学的相互構成を、例えば、それら球（２１）または他の小物体が少なくとも２つの異なる平面であって、一方の平面が実質的に下側トレイ構造部（１５）の上面に近くかつ他方の平面が下側トレイ構造部（１５）の上面から上方にさらに或る距離をおく、２つの異なる平面上に配置されるように、３次元構造として実現することができる。下側トレイ構造部（１５）に実質的に近い平面上では、球（２１）または他の小物体を、下側トレイ構造部（１５）の１つまたは２つの縁部であって、撮像対象がマンモグラフィ機器内で撮像のために載置される方向の縁部に対する側縁部である、１つまたは２つの縁部の近傍に配置することが好ましく、かつ、下側トレイ構造部（１５）の上面から上方にさらに或る距離をおく上記平面上では、球（２１）または他の小物体を、下側トレイ構造部（１５）の、撮像対象がマンモグラフィ機器内で撮像のために載置される方向の縁部に対向する縁部の近傍に、しかしながら或る距離をおいて配置することが好ましい。

本マンモグラフィ機器の制御システムは、放射線源（１２）がアーム構造部（１１）の移動の或る角度範囲内で放射ビームを複数回発生させるように、放射線源（１２）およびアーム構造部（１１）の移動を制御するように配置されることができる。上記ビームが画像データ受信手段（１８）方向に向けられている結果、球（２１）もしくは他の小物体、または、それらの少なくとも一部もまた画像のそれぞれに投影される。また、上記処理手段は、球（２１）または他の小物体の投影（２１’）に基づき、放射線源（１２）の焦点が画像データ受信手段（１８）に対して所定の画像撮影時に位置していた箇所の座標点を決定する手段を含むように配置されている。球（２１）または他の小物体が３次元の幾何学的構成で配置される場合、本機器の処理手段は、各画像内の球（２１）または他の小物体の投影（２１’）の位置に基づき放射線源（１２）の焦点と画像データ受信手段（１８）の作用面の中心との間の距離のみならず、画像データ受信手段（１８）の作用面によって定義される平面であって、放射線源（１２）の焦点および画像データ受信手段（１８）の作用面の中心を通る線に対する平面の向きを決定するための手段を備えるように配置されることができる。

本装置の一実施形態では、アーム構造部（１１）は、アーム構造部（１１）の第１の端部、アーム構造部（１１）の第２の端部、または、それら端部の両方を独立して水平回転軸を中心にして回動することができるように実装されている。アーム構造部（１１）はまた、アーム構造部（１１）の放射線源（１２）を備える第１の端部が様々なトモシンセシス撮像投影方向に回動されることができ、アーム構造部（１１）の画像データ受信手段（１８）を備える第２の端部がアーム構造部（１１）の第１の端部の移動に追随せずに静止したままであるように実装されることもできる。

さらに、マンモグラフィ機器の構造は、アーム構造部（１１）に沿って移動可能に配置されている上側圧迫プレート（１４）が下側トレイ構造部（１５）の上方でアーム構造部（１１）に配置され、かつ、下側トレイ構造部（１５）および上側圧迫プレート（１４）がアーム構造部（１１）に回動可能に配置され、制御システムが、放射線源（１２）を支持するアーム構造部（１１）を実質的に一定の角速度で回動させ、かつ、かかる回動中に放射線源（１２）を制御して放射パルスを発生させ、下側トレイ構造部（１５）および上側圧迫プレート（１４）がこれら放射パルス時間中は、アーム構造部（１１）が放射線源（１２）を移動させる角速度および方向と同一の角速度で同一の方向に回動しかつ各放射パルスの合間の時間中に静止したままであるかまたは異なる角速度で移動するかまたは放射線源（１２）とは異なる方向に移動するように配置されるように実装され得る。

本装置に属する、球（２１）または他の小物体を有する１つ以上の較正構造部（２０）は、下側トレイ構造部（１５）に取り付けられて実現されることができ、また、下側トレイ構造部（１５）は、マンモグラフィ撮像機器（１）に着脱可能に取り付けられて配置されることができる。これにより、本装置は、着脱可能に配置されかつ球（２１）または他の小物体のための１つ以上の較正構造部（２０）を有する第１の下側トレイ構造部（１５）と、着脱可能に配置されかつ放射線を吸収する格子構造部（１７）が配置されている第２の下側トレイ構造部（１５）と、を有することができる。

下側トレイ構造部（１５）が本装置内で使用され、球（２１）または他の小物体が１つ以上の較正構造部（２０）に対して少なくとも２つの異なる平面上で配置されている場合、そのような較正構造部（２０）は、下側トレイ構造部（１５）の実質的に少なくとも２つの縁部において、下側トレイ構造部（１５）の表面と平行に水平に延在する基部（２２）を備え、基部（２２）の少なくとも１つは、球（２１）または他の小物体を有し、基部（２２）の少なくとも１つからは、実質的に垂直に延在する支持アーム（２３）であって、Ｘ線を吸収する球（２１）または他の小物体を同様に有する支持構造部（２４）を支持する支持アーム（２３）が分岐している。例えば、このような装置では、球（２１）または他の小物体を下側トレイ構造部（１５）の下方であって、下側トレイ構造部（１５）近傍に配置することができる。

回転軸を中心にして回動可能に配置されかつ放射線源（１２）を支持するアーム構造部（１１）を有するマンモグラフィ撮像機器（１）を利用するマンモグラフィ撮像方法であって、乳房が撮像のために上記撮像機器に位置決めされ、放射線源（１２）は、所定の角度範囲に亘る曲線経路に沿って移動され、かかる移動の間に放射ビームを放射線源（１２）において複数回発生させ、上記ビームは、本機器内に位置決めされた乳房および画像データ受信手段（１８）方向に向けられる、方法、を含む本発明の実施形態を考えることもできる。本方法では、既知の幾何学的相互構成の、Ｘ線を吸収する球（２１）または他の小物体を有する１つ以上の較正構造部（２０）がマンモグラフィ機器に取り付けられ、上記較正構造部（２０）および較正構造部（２０）の本機器（１）への取付けは、球（２１）もしくは他の小物体、または、それらの少なくとも一部が放射線源の移動の角度範囲内で放射線源（１２）の焦点から画像データ受信手段（１８）に達する放射ビームによって被覆される体積部内に配置されるように実施される。ここで、球（２１）もしくは他の小物体、または、それらの少なくとも一部は、本方法で撮影される各画像に投影されることにより、上記各画像に関し、放射線源（１２）の焦点が画像データ受信手段（１８）に対して所定の画像撮影時に位置していた箇所の座標点が球（２１）または他の小物体の投影（２１’）に基づき決定されることができる。次いで、断層画像または画像化される乳房の一連の層を、放射線源（１２）の、本方法によって決定された焦点の位置の情報を各画像のための計算において使用することにより再構成することができる。

球（２１）または他の小物体が既知の３次元の幾何学的相互構成で較正構造部（２０）内に配置される場合、各画像内の球（２１）または他の小物体の投影（２１’）の位置に基づき、放射線源（１２）の焦点と画像データ受信手段（１８）の作用面の中心との間の距離のみならず、画像データ受信手段（１８）の作用面によって定義される平面であって、放射線源の焦点および画像データ受信手段（１８）の作用面の中心を通る線に対する平面の向きを決定することができる。

Claims (18)

1. マンモグラフィ撮像機器（１）と、
   情報記録手段および情報処理手段を有する処理手段と、を有する、トモシンセシスのためのマンモグラフィ撮像装置であって、
   前記マンモグラフィ撮像機器（１）は、
   − 実質的に垂直に直立しているフレーム部（１０）、または、壁もしくは天井に固定されることができるフレーム部（１０）と、
   − 前記フレーム部（１０）に接続し、水平回転軸を中心にして回動可能なアーム構造部（１１）であって、
   − 前記アーム構造部（１１）の両端部の実質的に第１の端部に、焦点を含むＸ線源（１２）が配置され、実質的に第２の端部に画像データ受信手段（１８）が配置され、
   − 実質的に前記画像データ受信手段（１８）の上に位置している下側トレイ構造部（１５）が追加的に前記アーム構造部（１１）の前記第２の端部に接続配置されている、アーム構造部（１１）と、
   − 前記アーム構造部（１１）の少なくとも１つの構成部材を移動させかつ前記画像データ受信手段（１８）の動作を制御する制御手段と、を有し、
   前記装置は、
   Ｘ線を吸収する球（２１）または他の小物体を有する１つ以上の較正構造部（２０）が、（ｉ）前記下側トレイ構造部（１５）が配置されている前記アーム構造部（１１）の前記第２の端部に実質的に接続されて取り付けられているか、または、（ｉｉ）前記下側トレイ構造部（１５）に、取り付けられ、
   前記球（２１）または他の小物体の幾何学的相互構成は、３次元構造として実装され、前記１つ以上の較正構造部（２０）および前記較正構造部（２０）の前記機器（１）への取付けは、前記機器のトモシンセシス撮像投影において、前記球（２１）もしくは他の小物体、または、前記球（２１）もしくは他の小物体の少なくとも一部が、前記機器内で前記放射線源（１２）の前記焦点から前記画像データ受信手段（１８）に達する放射ビームがカバーする体積部内に位置し、かつ、前記球（２１）または他の小物体の前記幾何学的相互構成についての情報が前記処理手段に記録されるように実装されている、装置。
2. 前記球（２１）または他の小物体は、前記球（２１）または他の小物体が前記放射ビームに対して位置し、前記球（２１）もしくは他の小物体、または、前記球（２１）もしくは他の小物体の少なくとも一部が実質的に前記画像データ受信手段（１８）の１つ以上の縁部であって、撮像対象が撮像のために前記マンモグラフィ撮像機器（１）内で位置決めされる方向の縁部は除く、縁部上に投影されるように、前記較正構造部（２０）に配置されることができる、請求項１に記載の装置。
3. 前記球（２１）または他の小物体は、前記較正構造部（２０）に少なくとも２つの異なる平面上で配置され、前記平面の一方は、前記下側トレイ構造部（１５）の上面に実質的に近く、前記平面の他方は、前記下側トレイ構造部（１５）の前記上面から上方にさらに或る距離をおく、請求項１または２に記載の装置。
4. 少なくとも５つの前記球（２１）または他の小物体が、前記較正構造部（２０）に配置され、前記少なくとも５つの球（２１）または他の小物体の少なくとも１つは、残りの球（２１）または他の小物体とは異なる平面上に存在している、請求項３に記載の装置。
5. ６個〜８個の前記球（２１）または他の小物体が、前記画像データ受信手段（１８）の表面の平面に近い実質的に同一の平面上で、前記較正構造部（２０）に配置されかつ前記表面の両縁部上に均等にまたは可能な限り均等に分配され、また、一方では、８個〜１２個の球（２１）または他の小物体が前記表面近くに配置されている前記球（２１）または他の小物体よりも前記表面の前記平面からさらに或る距離をおいて配置されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記球（２１）または他の小物体は、前記下側トレイ構造部（１５）に実質的に近い前記平面上では、前記下側トレイ構造部（１５）の１つまたは２つの縁部であって、撮像対象が前記マンモグラフィ撮像機器（１）内で撮像のために配置される方向の縁部に対する側縁部である、１つまたは２つの縁部の近傍に配置され、また、前記下側トレイ構造部（１５）の上面から上方にさらに或る距離をおく前記平面では、前記球（２１）または他の小物体は、前記下側トレイ構造部（１５）の、撮像対象が前記マンモグラフィ撮像機器（１）内で撮像のために配置される前記方向の前記縁部に対向する縁部の近傍に、しかしながら或る距離をおいて配置されている、請求項３〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記較正構造部（２０）は、前記下側トレイ構造部（１５）に取り付けられて実装され、前記下側トレイ構造部（１５）は、前記マンモグラフィ撮像機器（１）に着脱可能に取り付けられて配置されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記装置は、着脱可能に配置されかつ前記球（２１）または他の小物体のための１つ以上の較正構造部（２０）を有する第１の下側トレイ構造部（１５）と、着脱可能に配置されかつ放射線を吸収する格子構造部（１７）が配置されている第２の下側トレイ構造部（１５）と、を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記制御システムは、前記放射線源（１２）および前記アーム構造部（１１）の移動を制御し、前記アーム構造部（１１）の前記移動の或る角度範囲内で前記放射線源（１２）が前記画像データ受信手段（１８）方向に向けられる放射ビームを複数回発生させるように配置され、その結果、前記球（２１）もしくは他の小物体、または、前記球（２１）もしくは他の小物体の少なくとも一部もまた各画像内に投影され、また、前記処理手段は、前記球（２１）または他の小物体の投影（２１’）の位置に基づき、前記放射線源（１２）の焦点が前記画像データ受信手段（１８）に対して所定の画像撮影時に位置していた箇所の座標点を決定する手段を含むように配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記処理手段は、前記球（２１）または他の小物体の投影（２１’）の位置に基づき、前記放射線源（１２）の焦点と前記画像データ受信手段（１８）の作用面の中心との間の距離のみならず、前記画像データ受信手段（１８）の前記作用面によって定義される平面であって、前記放射線源（１２）の焦点および前記画像データ受信手段（１８）の前記作用面の前記中心を通る線に対する平面の向きを定義する手段を含むように配置されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記アーム構造部（１１）は、前記アーム構造部（１１）の第１の端部、前記アーム構造部（１１）の第２の端部、または、前記第１のおよび第２の端部の両方を水平回転軸を中心にして独立して回動することができるように実装されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記アーム構造部（１１）は、前記アーム構造部（１１）の前記放射線源（１２）を備える前記第１の端部が様々なトモシンセシス撮像投影方向に回動されることができ、前記アーム構造部（１１）の前記画像データ受信手段（１８）を備える前記第２の端部が前記アーム構造部（１１）の前記第１の端部の移動に追随せずに静止したままであるように実装される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. − 前記アーム構造部（１１）に沿って移動可能に配置されている上側圧迫プレート（１４）が前記下側トレイ構造部（１５）の上方で前記アーム構造部（１１）に配置され、
    − 前記下側トレイ構造部（１５）および前記上側圧迫プレート（１４）は、前記アーム構造部（１１）に回動可能に配置され、
    − 前記制御システムは、前記放射線源（１２）を支持する前記アーム構造部（１１）を実質的に一定の角速度で回動させるように、かつ、前記回動中に前記放射線源（１２）を制御して放射パルスを発生させるように配置され、
    − 前記下側トレイ構造部（１５）および前記上側圧迫プレート（１４）は、前記放射パルスの時間中は、前記アーム構造部（１１）が前記放射線源（１２）を移動させる角速度および方向と同一の角速度で同一の方向に回動するように、また、前記放射パルスの合間の時間中は、静止したままであるかまたは前記放射線源（１２）とは異なる角速度で移動するかまたは前記放射線源（１２）とは異なる方向に移動するように配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. マンモグラフィ撮像機器の放射線源および画像データ受信手段を支持するアーム構造部に取り付けられる下側トレイ構造部であって、
    前記放射線源からの放射ビームによりカバーされる空間内に３次元的に配置されているＸ線を吸収する球（２１）または他の小物体を有する較正構造部（２０）を有し、
    前記較正構造部（２０）は、前記下側トレイ構造部（１５）の実質的に少なくとも２つの縁部上に、前記下側トレイ構造部（１５）の表面に平行に水平に延在する基部（２２）を有し、前記基部（２２）の少なくとも１つは、前記球（２１）または他の小物体を有し、前記基部（２２）の少なくとも１つからは、実質的に垂直に延在する支持アーム（２３）であって、前記Ｘ線を吸収する球（２１）または他の小物体を同様に有する支持構造部（２４）を支持する支持アーム（２３）が分岐している、
    下側トレイ構造部。
15. 前記球（２１）または他の小物体の一部は、前記下側トレイ構造部（１５）の表面の下方であって、前記下側トレイ構造部（１５）の前記表面の直近に配置されている、請求項１４に記載の下側トレイ構造部。
16. マンモグラフィ撮像機器（１）を有する、トモシンセシスのためのマンモグラフィ撮像装置であって、
    前記マンモグラフィ撮像機器（１）は、
    − 実質的に垂直に直立しているフレーム部（１０）、または、壁もしくは天井に固定されることができるフレーム部（１０）と、
    − 前記フレーム部（１０）に接続し、水平回転軸を中心にして回動可能なアーム構造部（１１）であって、
    − 前記アーム構造部（１１）の両端部の実質的に第１の端部に、焦点を含むＸ線源（１２）が配置され、実質的に第２の端部に画像データ受信手段（１８）が配置され、
    − 実質的に前記画像データ受信手段（１８）の上に位置している下側トレイ構造部（１５）が追加的に前記アーム構造部（１１）の前記第２の端部に接続配置されている、アーム構造部（１１）と、
    − 前記アーム構造部（１１）の少なくとも１つの構成部材を移動させかつ前記画像データ受信手段（１８）の動作を制御する制御手段と、を有し、
    前記装置は、前記マンモグラフィ撮像機器（１）に着脱可能に配置されている少なくとも２つの異なる下側トレイ構造部（１５）を有し、前記少なくとも２つの異なる下側トレイ構造部（１５）の第１の下側トレイ構造部は、従来の、Ｘ線を吸収する格子構造部（１７）を備え、前記少なくとも２つの異なる下側トレイ構造部（１５）の第２の下側トレイ構造部は、較正構造部（２０）を備え、前記較正構造部（２０）は、（ｉ）少なくとも２つの異なる平面に配置されているＸ線を吸収する球（２１）または他の小物体を有し、および／または、（ｉｉ）前記下側トレイ構造部（１５）の実質的に少なくとも２つの縁部上に、前記下側トレイ構造部（１５）の表面に平行に水平に延在する基部（２２）を有し、前記基部（２２）の少なくとも１つは、前記球（２１）または他の小物体を有し、前記基部（２２）の少なくとも１つからは、実質的に垂直に延在する支持アーム（２３）であって、前記Ｘ線を吸収する球（２１）または他の小物体を同様に有する支持構造部（２４）を支持する支持アーム（２３）が分岐している、
    トモシンセシスのためのマンモグラフィ撮像装置。
17. 回転軸を中心にして回動可能に配置されかつ放射線源（１２）を支持するアーム構造部（１１）と、前記アーム構造部（１１）の両端部の実質的に第１の端部に配置された、焦点を含むＸ線源（１２）と、実質的に第２の端部に配置された画像データ受信手段（１８）と、実質的に前記画像データ受信手段（１８）の上の位置に、追加的に前記アーム構造部（１１）の前記第２の端部に接続配置された下側トレイ構造部（１５）と、を有するマンモグラフィ撮像機器（１）が使用され、乳房が撮像のために前記機器に位置決めされ、前記放射線源（１２）は、所定の角度範囲に亘る曲線経路に沿って移動され、前記移動中、放射ビームを前記放射線源（１２）において複数回発生させ、前記ビームは、画像データ受信手段（１８）および前記機器内に位置決めされた前記乳房方向に向けられる、マンモグラフィ撮像方法であって、
    １つ以上の較正構造部（２０）が、（ｉ）前記下側トレイ構造部（１５）が配置されている前記アーム構造部（１１）の前記第２の端部に実質的に接続されて取り付けられているか、または、（ｉｉ）前記下側トレイ構造部（１５）に、接続され、Ｘ線を吸収する球（２１）または他の小物体が既知の３次元の幾何学的相互構成で前記較正構造部（２０）に配置され、前記較正構造部（２０）および前記較正構造部（２０）の前記機器（１）への取付けは、前記球（２１）もしくは他の小物体、または、前記球（２１）または他の小物体の少なくとも一部が、前記放射線源の移動の前記角度範囲内で前記放射線源（１２）の焦点から前記画像データ受信手段（１８）に達する前記放射ビームがカバーする体積部内に配置されることにより、前記球（２１）もしくは他の小物体、または、前記球（２１）または他の小物体の少なくとも一部は前記方法において撮影される画像に投影され、
    前記放射線源（１２）の焦点が前記画像データ受信手段（１８）に対して所定の画像撮影時に位置していた箇所の座標点が、前記球（２１）または他の小物体の投影（２１’）の位置に基づき決定され、単一の断層画像または撮像される乳房の一連の層が、個々の画像撮像時に決定された前記放射線源（１２）の前記焦点の位置の情報を計算において使用することにより再構成される、マンモグラフィ撮像方法。
18. 各画像内の前記球（２１）または他の小物体の投影（２１’）の位置に基づき前記放射線源（１２）の前記焦点と前記画像データ受信手段（１８）の作用面の中心との間の距離のみならず、前記画像データ受信手段（１８）の前記作用面によって定義される平面であって、前記放射線源の前記焦点および前記画像データ受信手段（１８）の前記作用面の前記中心を通る線に対する平面の向きが決定される、請求項１７に記載の方法。

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