JP5210080B2 - 医用撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、乳癌等を診断するために、圧迫板によって乳房を圧迫しながら乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置に関する。

従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を用いた撮影方法は様々な分野で利用されており、特に医療分野においては、診断のための最も重要な手段の１つとなっている。乳癌を診断するために行われる乳房のＸ線撮影（Ｘ線マンモグラフィー）によって得られる放射線画像は、腫瘤や癌の前兆である石灰化を発見するために有用であるが、被検者の乳腺密度等によっては発見することが困難な場合がある。そこで、放射線及び超音波を併用することにより、放射線画像と超音波画像との両方に基づいて診断を行うことが検討されている。Ｘ線マンモグラフィー及び超音波撮像は、それぞれ次のような特徴を有している。

Ｘ線マンモグラフィーは、癌の初期症状の１つである石灰化を写し出すのに適しており、高解像度で高感度な検出が可能である。特に、閉経後の女性のように、乳腺組織が萎縮を始めて脂肪に置換された脂肪質（所謂、"ｆａｔ ｂｒｅａｓｔ"）の場合には、Ｘ線マンモグラフィーによって得られる情報が多くなる。しかしながら、Ｘ線撮影は、組織の特異性（組織性状）の検出能力が低いという短所を有している。

また、Ｘ線画像において、乳腺は均一な軟部組織の濃度を呈するので、思春期〜閉経前の女性のように、乳腺が発達している乳腺質（所謂、"ｄｅｎｓｅ ｂｒｅａｓｔ"）の場合には、腫瘤の検出が困難になる。さらに、Ｘ線マンモグラフィーにおいては、立体である被検体を平面に投影した２次元画像しか得ることができないので、仮に腫瘤が発見されても、その腫瘤の深さ方向の位置や大きさ等の情報を把握するのが困難である。

一方、超音波撮像は、組織の特異性（例えば、嚢腫と固形物との違い）を検出でき、小葉癌を検出することもできる。また、リアルタイムに画像を観察したり、３次元画像を生成することも可能である。しかしながら、超音波撮像検査の精度は、医師等のオペレータの技術に依存することが多く、再現性も低い。また、超音波画像においては、微小な石灰化を観察することが困難である。

このように、Ｘ線マンモグラフィー検査と超音波撮像検査とは互いに一長一短であるので、乳癌を確実に発見するためには、両方の検査を行うことが望ましい。Ｘ線マンモグラフィー検査は、圧迫板によって被検体（乳房）を圧迫した状態で行われるので、同じ状態における被検体のＸ線画像と超音波画像とに基づいて診断を行うためには、超音波撮像検査も、Ｘ線マンモグラフィーの検査が行われたときと同じ状態、即ち、圧迫板によって被検体（乳房）を圧迫した状態で行うことが必要である。そのために、放射線及び超音波を併用して乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置が検討されている。

そのような医用撮像装置においては、圧迫板の近傍に配置された超音波探触子から送信される超音波が、圧迫板を通過して乳房に到達し、乳房によって反射された超音波エコーが、再度圧迫板を通過して超音波探触子によって受信される。ここで、超音波探触子と圧迫板との間に空気層が存在すると、超音波が空気層の界面において反射され、超音波画像における画質の劣化を招いてしまうので、圧迫板にはエコーゼリー等が塗布される。

関連する技術として、特許文献１には、３軸制御された超音波プローブが湾曲した圧迫板に沿って動きながら超音波画像を取得して３次元画像を生成するマンモグラフィー装置が開示されている。しかしながら、このマンモグラフィー装置においては、超音波プローブの傾きを制御する等の姿勢制御が行われていないので、超音波プローブの片浮き等を防止することができない。

また、特許文献２には、超音波プローブが圧迫板上を自動的にスキャンして超音波画像を取得する医用撮像装置が開示されている。この医用撮像装置によれば、チルト可能なサスペンション状の構造と球状の接触部材とを備えたインタフェース・アッセンブリに超音波プローブを装着し、接触部材を圧迫板に接触させながら超音波プローブを移動させることにより、湾曲した圧迫板に対して超音波プローブの姿勢を一定に保つことにより、超音波プローブと圧迫板との間の間隔を一定に維持することができる。

ところで、特許文献１及び特許文献２においては、超音波探触子又は接触部材が常に圧迫板と接触しながら移動するので、両者間の摩擦やエコーゼリーの抵抗等によって駆動負荷が大きくなり、動作が安定しないことが考えられる。また、摩擦による各部の傷や磨耗も懸念される。
米国特許第６５７４４９９号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１１３６８４号明細書

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、圧迫板によって乳房を圧迫しながら乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置において、圧迫板に対する超音波探触子の姿勢を一定に保つと共に、超音波探触子の移動動作を安定させることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る医用撮像装置は、被検体が載置される撮影台と、被検体を圧迫する第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有し、撮影台との間で被検体を圧迫する圧迫板と、圧迫板の第２の面と音響的な接続を維持するように配置され、駆動信号に従って超音波を送信すると共に、送信された超音波が被検体によって反射されて生じる超音波エコーを受信して受信信号を出力する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給すると共に、超音波探触子から出力される受信信号に基づいて、超音波画像を表す画像データを生成する超音波撮像手段と、超音波画像における圧迫板の反射像に基づいて圧迫板に対する超音波探触子の位置及び／又は姿勢を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて圧迫板に対する超音波探触子の位置及び／又は姿勢を制御する制御手段とを具備する。

本発明の１つの観点によれば、超音波画像における圧迫板の反射像に基づいて圧迫板に対する超音波探触子の位置及び／又は姿勢を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて圧迫板に対する超音波探触子の位置及び／又は姿勢を制御する制御手段とを設けたことにより、圧迫板に対する超音波プローブの姿勢を一定に保つと共に、超音波プローブの移動動作を安定させることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る医用撮像装置の構成を示すブロック図である。この医用撮像装置は、乳房に放射線を照射し、乳房を透過する放射線を検出することによって放射線画像を生成する放射線マンモグラフィー装置の機能と、乳房に超音波を送信し、乳房の内部において反射した超音波エコーを受信することによって超音波画像を生成する超音波診断装置の機能とを併せ持った医用撮像装置である。以下においては、放射線としてＸ線を使用する場合について説明するが、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等も使用可能である。

図１に示すように、医用撮像装置は、Ｘ線管１０と、フィルタ１１と、Ｘ線管１０によって発生され被検体１を透過したＸ線を検出するＸ線検出部１２と、被検体１である乳房を押さえるための圧迫板１３と、圧迫板１３を移動させる圧迫板移動機構１４と、圧迫板１３に印加される圧力を検出する圧力センサ１５と、超音波の送受信を行う複数の超音波トランスデユーサを含む超音波探触子１６と、超音波探触子１６を移動させる探触子移動機構１７と、超音波探触子１６の位置を検出する位置センサ１８とを、撮像部において有している。

さらに、医用撮像装置は、圧迫板移動機構１４及び探触子移動機構１７等を制御する移動制御部２０と、放射線撮像制御部３０と、超音波撮像制御部４０と、探触子位置／姿勢検出部５０と、画像処理部６０と、表示部６１及び６２と、操作卓７０と、制御部８０と、格納部９０とを有している。

図２は、図１に示す医用撮像装置の撮像部の外観を示す側面図である。図２に示すように、医用撮像装置の撮像部は、アーム部２と、アーム部２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に保持する基台３と、アーム部２を基台３に連結する軸部４とを有している。アーム部２には、Ｘ線管１０と、フィルタ１１と、Ｘ線検出部１２と、被検体１が載置される撮影台１９と、撮影台１９との間で被検体１を圧迫する圧迫板１３と、圧迫板１３を移動させる圧迫板移動機構１４と、超音波探触子１６と、超音波探触子１６をＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸方向に移動させる探触子移動機構１７とが設けられている。ここで、Ｘ線管１０及びフィルタ１１は、放射線発生部を構成する。

Ｘ線管１０は、管電圧が印加されることによってＸ線を発生する。フィルタ１１は、モリブデン（Ｍｏ）又はロジウム（Ｒｈ）等の材料によって作成され、Ｘ線管１０が発生するＸ線に含まれている複数の波長成分の内から所望の波長成分を選択的に透過する。Ｘ線検出部１２は、被検体１を通過したＸ線を２次元領域における複数の検出ポイントにおいて検出することによりＸ線画像を撮影するフラットパネル・ディテクタ（ＦＰＤ）である。Ｘ線管１０から放射され被検体１を透過したＸ線が各検出ポイントに照射されることにより、Ｘ線の強度に応じた大きさを有する検出信号がＸ線検出部１２から出力される。この検出信号は、ケーブルを介して、放射線撮像制御部３０（図１）に入力される。

圧迫板１３は、Ｘ線の照射方向に沿って被検体１を圧迫する圧迫面（図２における下面）と、圧迫面に対向する面（図２における上面）とを有している。圧迫板１３は、撮影台１９に対して略平行に設置されており、移動制御部２０（図１）の制御の下で、圧迫板移動機構１４が、圧迫板１３を圧迫面に略垂直な方向（Ｚ軸方向）に移動させる。圧力センサ１５（図１）は、圧迫板１３に印加される圧力を検出し、その検出結果に基づいて、移動制御部２０が、圧迫板移動機構１４を制御する。圧迫板１３と撮影台１９とによって被検体（乳房）１を挟み込むことにより、乳房の厚さを均一にした状態でＸ線撮影及び超音波撮像が行われる。

ここで、圧迫板１３は、乳房を圧迫する際の位置合わせや圧迫状態の確認を行うために光学的に透明であることが必要であり、Ｘ線管１０から放射されるＸ線を透過させると共に、超音波探触子１６から送信される超音波を伝播し易い材料によって形成されていることが望ましい。圧迫板１３の材料としては、例えば、超音波の反射率に影響する音響インピーダンスと超音波の減衰に影響する減衰係数とにおいて適した値を有するポリカーボネイト、アクリル、又は、ポリメチルペンテン等の樹脂を用いることができる。

超音波探触子１６は、１次元状、又は、２次元状に配列された複数の超音波トランスデューサを備えている。各々の超音波トランスデューサは、印加される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、超音波エコーを受信して受信信号を出力する。

各々の超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮によって、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力され、ケーブルを介して、超音波撮像制御部４０（図１）に入力される。

再び図１を参照しながら、放射線撮像系について説明する。
放射線撮像制御部３０は、管電圧・管電流制御部３１と、高電圧発生部３２と、Ａ／Ｄ変換器３３と、放射線画像データ生成部３４とを含んでいる。

Ｘ線管１０においては、陰極と陽極との間にかける管電圧によってＸ線の透過性が決定され、陰極と陽極との間に流れる管電流の時間積分値によってＸ線の発生量が決定される。管電圧・管電流制御部３１は、目標値に従って、管電圧や管電流等の撮影条件を調整する。管電圧及び管電流の目標値は、オペレータが、操作卓７０を用いてマニュアルで調整することができる。高電圧発生部３２は、管電圧・管電流制御部３１の制御の下で、Ｘ線管１０に印加される高電圧を発生する。Ａ／Ｄ変換器３３は、Ｘ線検出部１２から出力されるアナログの放射線検出信号をディジタルの放射線検出信号に変換し、放射線画像データ生成部３４は、放射線検出信号に基づいて放射線画像データを生成する。

次に、超音波撮像系について説明する。
超音波撮像制御部４０は、走査制御部４１と、送信回路４２と、受信回路４３と、Ａ／Ｄ変換器４４と、信号処理部４５と、Ｂモード画像データ生成部４６とを含んでいる。ここで、送信回路４２〜Ｂモード画像データ生成部４６は、超音波撮像手段を構成する。

走査制御部４１は、移動制御部２０の制御の下で、送信回路４２から超音波探触子１６の各超音波トランスデューサに印加される駆動信号の周波数及び電圧を設定して、送信される超音波の周波数及び音圧を調節する。また、走査制御部４１は、超音波ビームの送信方向を順次設定し、設定された送信方向に応じて送信遅延パターンを選択する送信制御機能と、超音波エコーの受信方向を順次設定し、設定された受信方向に応じて受信遅延パターンを選択する受信制御機能とを有している。

ここで、送信遅延パターンとは、超音波探触子１６に含まれている複数の超音波トランスデューサから送信される超音波によって所望の方向に超音波ビームを形成するために複数の駆動信号に与えられる遅延時間のパターンであり、受信遅延パターンとは、複数の超音波トランスデューサによって受信される超音波によって所望の方向からの超音波エコーを抽出するために複数の受信信号に与えられる遅延時間のパターンである。複数の送信遅延パターン及び複数の受信遅延パターンは、メモリ等に格納されている。

送信回路４２は、複数の超音波トランスデューサにそれぞれ印加される複数の駆動信号を生成する。その際に、送信回路４２は、走査制御部４１によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するように複数の駆動信号の遅延量を調節して超音波探触子１６に供給しても良いし、複数の超音波トランスデューサから一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を超音波探触子１６に供給しても良い。

受信回路４３は、複数の超音波トランスデューサからそれぞれ出力される複数の超音波受信信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器４４は、受信回路４３によって増幅されたアナログの超音波受信信号をディジタルの超音波受信信号に変換する。信号処理部４５は、走査制御部４１によって選択された受信遅延パターンに基づいて、複数の超音波受信信号にそれぞれの遅延時間を与え、それらの超音波受信信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理によって、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が形成される。さらに、信号処理部４５は、音線信号に対して、検波回路及びローパスフィルタ等によって包絡線検波処理を施すことにより、包絡線信号を生成する。

Ｂモード画像データ生成部４６は、包絡線信号に対して、ＳＴＣ（Sensitivity Time gain Control：センシティビティ・タイム・ゲイン・コントロール）によって、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正をした後、対数圧縮やゲイン調整等の処理を施して画像データを生成し、この画像データを、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データに変換（ラスター変換）することにより、Ｂモード画像データを生成する。

画像処理部６０は、放射線撮像制御部３０から出力される放射線画像データ、及び、超音波撮像制御部４０から出力されるＢモード画像データに対し、階調処理等の必要な画像処理を施して表示用の画像データを生成する。それにより、放射線画像及び超音波画像が、表示部６１及び６２にそれぞれ表示される。

操作卓７０は、オペレータが医用撮像装置を操作するために用いられる。制御部８０は、オペレータの操作に基づいて各部を制御する。以上において、移動制御部２０、管電圧・管電流制御部３１、放射線画像データ生成部３４、走査制御部４１、信号処理部４５、Ｂモード画像データ生成部４６、探触子位置／姿勢検出部５０、画像処理部６０、及び、制御部８０は、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成されるが、これらをディジタル回路又はアナログ回路で構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、ハードディスク又はメモリ等によって構成された格納部９０に格納されている。また、格納部９０に、走査制御部４１によって選択される送信遅延パターン及び受信遅延パターンを格納するようにしても良い。

図３は、図１に示す医用撮像装置の探触子移動機構を説明するための斜視図である。撮影台１９の上方には、撮影台１９との間で被検体１を圧迫する圧迫板１３が、圧迫板移動機構１４によって支持されている。圧迫板移動機構１４は、移動制御部２０の制御の下で、圧迫板１３をＺ軸方向に移動させる。さらに、圧迫板１３上方には、圧迫板１３の上面に沿って移動する超音波探触子１６が、探触子移動機構によって支持されている。

探触子移動機構は、Ｚ軸方向に移動可能な第１の移動部材１７ａと、第１の移動部材１７ａに対してＹ軸方向に移動可能な第２の移動部材１７ｂと、第２の移動部材１７ｂに対してＸ軸方向に移動可能な第３の移動部材１７ｃと、第３の移動部材１７ｃに対してＹ軸回りに回転可能な第１の回転部材１７ｄと、第１の回転部材１７ｄに対してＸ軸回りに回転可能な第２の回転部材１７ｅとを含んでいる。これらの移動部材及び回転部材は、移動制御部２０の制御の下で、ステッピングモータ等によって駆動される。

再び図１を参照すると、圧迫板移動機構１４には、Ｚ軸方向における圧迫板１３の位置を検出する圧迫板位置検出部が設けられており、探触子移動機構１７には、Ｚ軸方向における超音波探触子１６の位置を検出する探触子位置検出部が設けられている。また、超音波探触子１６のＸ軸方向及びＹ軸方向における位置は、位置センサ１８によって検出される。

格納部９０には、圧迫板１３のホームポジションのＺ軸方向における絶対座標と、超音波探触子１６のホームポジションのＺ軸方向における絶対座標とが予め登録されている。圧迫板位置検出部は、Ｚ軸方向においてホームポジションからの圧迫板１３の距離を検出し、探触子位置検出部は、Ｚ軸方向においてホームポジションからの超音波探触子１６の距離を検出する。移動制御部２０は、圧迫板位置検出部及び探触子位置検出部の検出結果に基づいて、圧迫板１３と超音波探触子１６との間の距離を算出し、算出された距離が所定の値となるように探触子移動機構１７を制御する。

さらに、圧迫板１３に対する超音波探触子１６のＺ軸方向における位置及び／又は姿勢は、探触子位置／姿勢検出部５０によって非接触で検出される。例えば、探触子位置／姿勢検出部５０は、信号処理部４５によって生成される包絡線信号又はＢモード画像データ生成部４６によって生成されるＢモード画像データによって表される超音波画像における圧迫板１３の反射像に基づいて、圧迫板１３に対する超音波探触子１６の位置及び／又は姿勢を検出する。あるいは、探触子位置／姿勢検出部５０としてビデオカメラを用いることにより、圧迫板１３に対する超音波探触子１６の位置及び／又は姿勢を光学的に検出するようにしても良い。

移動制御部２０は、探触子位置／姿勢検出部５０の検出結果に基づいて、探触子移動機構１７を制御する。これにより、圧迫板１３に対する超音波探触子１６の位置及び／又は姿勢が制御される。超音波探触子１６と圧迫板１３との間に空気層が存在すると、超音波が空気層の界面において反射され、超音波画像が生成できないので、圧迫板１３の上面にはエコーゼリー等が塗布される。

超音波撮像を行う際には、探触子移動機構１７が、まず、超音波探触子１６をホームポジションに設置し、その後、超音波探触子１６を所定の方向に移動させる。超音波探触子１６が、移動しながら超音波を送受信することにより、超音波撮像が行われる。圧迫板１３は、被検体を圧迫することにより撓んで湾曲しているので、圧迫板１３に対する超音波探触子１６の位置及び／又は姿勢を細かく制御することが重要となる。

図４は、超音波スライス平面内において圧迫板に対して超音波探触子が傾いた状態と、その状態において得られる超音波画像とを示す図である。ここで、超音波スライス平面とは、超音波探触子１６に含まれている複数の超音波トランスデューサの主配列方向（アジマス方向）を通り、超音波トランスデューサの超音波送信面に直交する平面のことをいう。図４の（ａ）に示すように、超音波スライス平面内において圧迫板１３に対して超音波探触子１６が傾いている場合には、図４の（ｂ）に示す超音波画像において、超音波探触子１６の先端部を表す基準線と圧迫板１３の反射像とが平行でなくなる。

そこで、図１に示す探触子位置／姿勢検出部５０は、超音波画像において超音波探触子１６の先端部を表す基準線と圧迫板１３の反射像との間の距離を複数の位置（図４においては、超音波画像の左端と右端）において計測して計測値Ａ及び計測値Ｂを求め、計測値Ａと計測値Ｂとの差に基づいて、超音波スライス平面内における圧迫板１３に対する超音波探触子１６の傾きを検出する。なお、超音波探触子１６の先端部を表す基準線の替わりに、この基準線に平行な別の基準線を用いるようにしても良い。

図１に示す移動制御部２０は、探触子位置／姿勢検出部５０の検出結果に基づいて、計測値Ａ及び計測値ＢがＡ≒Ｂを満たすように探触子移動機構１７を制御する。具体的には、図３において、第２の回転部材１７ｅのＸ軸回りの角度が制御される。これにより、超音波スライス平面内における圧迫板１３に対する超音波探触子１６の傾きが、最小となるように制御される。その結果、図５の（ａ）に示すように、圧迫板１３に対する超音波探触子１６の傾きが修正され、図５の（ｂ）に示すように、超音波画像において、超音波探触子１６の先端部を表す基準線と圧迫板１３の反射像とが略平行となる。

図６は、超音波探触子と圧迫板との間の距離が異なる２つの状態において得られる超音波画像を示す図である。図１に示す探触子位置／姿勢検出部５０は、超音波画像において超音波探触子１６の先端部を表す基準線と圧迫板１３の反射像との間の距離を計測して計測値Ｄを求める。超音波探触子１６が圧迫板１３から離れている場合には、図６の（ａ）に示すように、計測値Ｄが大きな値となっている。

移動制御部２０は、探触子位置／姿勢検出部５０によって求められた計測値Ｄを所定の値Ｃと比較し、その比較結果に基づいて、計測値ＤがＤ≒Ｃを満たすように探触子移動機構１７を制御する。具体的には、図３において、第１の移動部材１７ａのＺ軸方向の位置が制御される。これにより、超音波探触子１６と圧迫板１３との間の距離が、所定の値Ｃとなるように制御される。その結果、圧迫板１３が超音波探触子１６の進行方向（Ｘ軸方向）において湾曲していても、超音波探触子１６と圧迫板１３との間の距離を一定に保つことができるため、両者が接触することも、離れすぎて音響的な接続が断たれることも防ぐことができる。

ここで、所定の値Ｃは、ゼロ以上で、かつ、２ｍｍ〜３ｍｍ以下となるように設定することが望ましい。なお、図４に示すように、圧迫板１３に対して超音波探触子１６が傾いているために複数の異なる計測値が得られる場合には、それらの計測値の最小値を計測値Ｄとして用いることが望ましい。また、圧迫板１３が湾曲しているために複数の異なる計測値が得られる場合にも、それらの計測値の最小値を計測値Ｄとして用いることが望ましい。

図７は、超音波スライス平面と直交する平面内における超音波探触子の倒れを制御する方法を説明するための図であり、図７の（ａ）は斜視図、図７の（ｂ）は正面断面図である。図７の（ｂ）に示すように、超音波スライス平面と直交する平面（ＸＺ平面）内における超音波探触子１６と圧迫板１３とのなす角をαとすると、αが９０°から離れた場合には、超音波探触子１６と圧迫板１３との界面又は圧迫板１３と被検体１との界面における超音波の屈折及び／又は反射の影響により、超音波が拡散して画質が劣化する。

そこで、図１に示す探触子位置／姿勢検出部５０が、例えば、Ａ／Ｄ変換器４４から出力される受信信号に基づいて、超音波探触子１６から出力される受信信号の強度を検出し、移動制御部２０が、探触子位置／姿勢検出部５０によって検出される受信信号の強度が最大となるように、ＸＺ平面内における超音波探触子１６の倒れを制御する。具体的には、図３において、第１の回転部材１７ｄのＹ軸回りの角度が制御される。これにより、ＸＺ平面内における超音波探触子１６と圧迫板１３とのなす角αが、略９０°となるように制御される。

以上においては、圧迫板１３に対する超音波探触子１６の位置及び／又は姿勢をリアルタイムで制御する場合について説明したが、超音波探触子１６を圧迫板１３からある程度離した状態で事前撮像を行うことにより、湾曲している圧迫板１３の形状を予め計測して、形状データを格納部９０等に格納しておき、移動制御部２０が、その形状データに基づいて超音波探触子１６を移動させることにより超音波撮像を行うようにしても良い。あるいは、超音波探触子１６において１．５次元トランスデューサアレイ又は２次元トランスデューサアレイを用いることにより、ある領域の超音波撮像中に、隣接する領域の事前撮像を行うようにしても良い。

上記の実施形態によれば、圧迫板１３が湾曲した場合においても、超音波探触子１６と圧迫板１３との間の音響的な接続を維持することが可能であり、画像の一部欠損や画質の低下を防止することができる。また、圧迫板１３に塗布されるエコーゼリー等の量も少量で済む。さらに、超音波探触子１６と圧迫板１３との間の摩擦の影響を軽減できるので、摩擦による各部の傷や磨耗を防止することが可能である。

本発明は、乳癌等を診断するために、圧迫板によって乳房を圧迫しながら乳腺・乳房の撮像を行う医用撮像装置において利用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る医用撮像装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す医用撮像装置の撮像部の外観を示す側面図である。 図１に示す医用撮像装置の探触子移動機構を説明するための斜視図である。 超音波スライス平面内において圧迫板に対して超音波探触子が傾いた状態と、その状態において得られる超音波画像とを示す図である。 超音波スライス平面内において圧迫板に対して超音波探触子が傾いていない状態と、その状態において得られる超音波画像とを示す図である。 超音波探触子と圧迫板との間の距離が異なる２つの状態において得られる超音波画像を示す図である。 超音波スライス平面と直交する平面内における超音波探触子の倒れを制御する方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 被検体
２ アーム部
３ 基台
４ 軸部
１０ Ｘ線管
１１ フィルタ
１２ Ｘ線検出部
１３ 圧迫板
１４ 圧迫板移動機構
１５ 圧力センサ
１６ 超音波探触子
１７ 探触子移動機構
１７ａ 第１の移動部材
１７ｂ 第２の移動部材
１７ｃ 第３の移動部材
１７ｄ 第１の回転部材
１７ｅ 第２の回転部材
１８ 位置センサ
１９ 撮影台
２０ 移動制御部
３０ 放射線撮像制御部
３１ 管電圧・管電流制御部
３２ 高電圧発生部
３３ Ａ／Ｄ変換器
３４ 放射線画像データ生成部
４０ 超音波撮像制御部
４１ 走査制御部
４２ 送信回路
４３ 受信回路
４４ Ａ／Ｄ変換器
４５ 信号処理部
４６ Ｂモード画像データ生成部
５０ 探触子位置／姿勢検出部
６０ 画像処理部
６１、６２ 表示部
７０ 操作卓
８０ 制御部
９０ 格納部

Claims (4)

1. 被検体が載置される撮影台と、
   被検体を圧迫する第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有し、前記撮影台との間で被検体を圧迫する圧迫板と、
   前記圧迫板の第２の面と音響的な接続を維持するように配置され、駆動信号に従って超音波を送信すると共に、送信された超音波が被検体によって反射されて生じる超音波エコーを受信して受信信号を出力する超音波探触子と、
   前記超音波探触子に駆動信号を供給すると共に、前記超音波探触子から出力される受信信号に基づいて、超音波画像を表す画像データを生成する超音波撮像手段と、
   超音波画像における前記圧迫板の反射像に基づいて前記圧迫板に対する前記超音波探触子の位置及び／又は姿勢を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記圧迫板に対する前記超音波探触子の位置及び／又は姿勢を制御する制御手段と、
   を具備する医用撮像装置。
2. 前記検出手段が、超音波画像において前記超音波探触子の先端部を表す第１の基準線又は該第１の基準線に平行な第２の基準線と前記圧迫板の反射像との間の距離を複数の位置において計測して計測値を求め、それらの位置における計測値の差に基づいて、超音波スライス平面内における前記圧迫板に対する前記超音波探触子の傾きを検出し、
   前記制御手段が、前記検出手段の検出結果に基づいて、超音波スライス平面内における前記圧迫板に対する前記超音波探触子の傾きを制御する、
   請求項１記載の医用撮像装置。
3. 前記検出手段が、超音波画像において前記超音波探触子の先端部を表す基準線と前記圧迫板の反射像との間の距離を計測して計測値を求め、
   前記制御手段が、前記検出手段によって求められた計測値を前記所定の値と比較し、比較結果に基づいて、前記超音波探触子と前記圧迫板との間の距離を制御する、請求項１記載の医用撮像装置。
4. 前記検出手段が、前記超音波探触子から出力される受信信号の強度を検出し、
   前記制御手段が、前記検出手段によって検出される受信信号の強度が最大となるように、超音波スライス平面と直交する平面内における前記超音波探触子の倒れを制御する、請求項１記載の医用撮像装置。

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