乳房撮像装置
【課題】 光ファイバの本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加させることができる乳房撮像装置を提供する。
【解決手段】 乳房撮像装置１は、被検者の乳房に光を照射し、拡散光を検出することにより乳房の内部情報を取得するための装置である。乳房撮像装置１は、垂下した乳房を囲む容器３と、容器３の内側へ向けて該容器３に固定され、光の照射及び検出を行うための複数の光ファイバ１１と、乳房の垂下方向に沿った所定の軸線Ｃ回りに容器３を回転させる回転機構２１とを備える。
【解決手段】 乳房撮像装置１は、被検者の乳房に光を照射し、拡散光を検出することにより乳房の内部情報を取得するための装置である。乳房撮像装置１は、垂下した乳房を囲む容器３と、容器３の内側へ向けて該容器３に固定され、光の照射及び検出を行うための複数の光ファイバ１１と、乳房の垂下方向に沿った所定の軸線Ｃ回りに容器３を回転させる回転機構２１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳房撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在普及している一般的なマンモグラフィ（乳房撮像）装置では、乳癌等の検査を行うため、被検者の乳房を圧迫しつつＸ線を照射し、透過したＸ線を撮像することにより乳房の内部情報を取得している。しかし、Ｘ線の照射が乳房および乳癌に及ぼす影響が懸念されるため、近年では、被検者の乳房に複数の位置から光を照射し、拡散光の強度を複数の位置で検出することにより乳房の内部情報を取得する方式が研究されている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】Tara D. Yates, et al., “Time-resolvedoptical mammography using a liquid coupled interface”, Journal of Biomedical Optics,Vol.10(5), 054011, September/October 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した方式においては、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数が多いほど、より精度よく乳房の内部情報を取得できる。しかし、光の照射／検出の為の光ファイバを多く設置すると、構成が複雑になってしまう。また、実際には、光ファイバの設置本数には構造的及びコスト的な制約がある場合が多い。
【０００４】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、光ファイバの本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加させることができる乳房撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明による乳房撮像装置は、被検者の乳房に光を照射し、拡散光を検出することにより乳房の内部情報を取得するための乳房撮像装置であって、光の照射及び検出を行うための複数の光ファイバと、複数の光ファイバを支持する支持部材と、乳房の垂下方向に沿った所定の軸線回りに支持部材を回転させる回転機構とを備えることを特徴とする。
【０００６】
上記した乳房撮像装置においては、所定の軸線回りに支持部材を回転させる回転機構を備えることにより、支持部材に支持された複数の光ファイバの位置が所定の軸線回りに移動する。そして、複数の光ファイバが移動する毎に光の照射および拡散光の検出を行うことにより、光ファイバの数よりも多くの位置で照射／検出を行うことができる。このように、上記した乳房撮像装置によれば、光ファイバの本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加させることができる。
【０００７】
また、乳房撮像装置は、被検者と支持部材との間に配置され、乳房が挿通される開口を有するガイド部を更に備えることを特徴としてもよい。回転する支持部材等に被検者の乳房が触れると、被検者に不快感を与えてしまうおそれがある。このような場合に、上記したようなガイド部によって乳房の位置決めを行うことにより、被検者の乳房が支持部材等に触れることを好適に防止できる。また、回転する支持部材等に被検者の乳房が接触することを防止することにより、被検者の安全性も向上することができる。
【０００８】
また、乳房撮像装置は、ガイド部の表面における開口を囲む領域が、開口の縁に向けて傾斜していることを特徴としてもよい。被検者の乳房の周囲は肋骨等により平坦ではないので、このような構成により、ガイド部を乳房の周囲の体型に沿って配置でき、乳房の位置をより安定させることができる。
【０００９】
また、乳房撮像装置は、複数の光ファイバの光軸が所定の軸線と交差するように複数の光ファイバが配置されていることを特徴としてもよい。これにより、支持部材が回転しても各光ファイバの光軸が同一の軸線を必ず通ることとなり、拡散光の強度に基づく演算をより簡素化できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による乳房撮像装置によれば、光ファイバの本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明による乳房撮像装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明による乳房撮像装置の一実施形態の構成を概念的に示す図である。本実施形態による乳房撮像装置１は、被検者の乳房に光を照射し、拡散光（戻り光）を検出することにより乳房の内部情報を取得し、該内部情報に基づいて腫瘍や癌などの有無を検査するための装置である。
【００１３】
図１を参照すると、乳房撮像装置１は、被検者Ａが伏臥するためのベッド（基台）１０を備えており、該ベッド１０には被検者Ａの垂下した乳房Ｂを囲む半球状の容器３が取り付けられている。容器３は、複数の光ファイバ１１を支持するための支持部材である。すなわち、容器３には、光を照射および検出するための複数の光ファイバ１１の一端が容器３の内側へ向けて固定されており、計測部（ガントリ）２を構成している。また、乳房撮像装置１は、容器３内へ照射するパルス状の光を発生する光源装置４と、該光源装置４から出射される光と照射後の拡散光とに基づいて乳房Ｂの内部情報を算出する計測装置５とを備えている。複数の光ファイバ１１の他端は計測装置５に光学的に接続されており、光源装置４と計測装置５とは光ファイバ１２を介して互いに光学的に接続されている。なお、光源装置４と計測装置５とは、電気ケーブルを介して互いに時間整合された形で接続されていても構わない。
【００１４】
図２は、乳房撮像装置１の機能的な構成を示すブロック図である。なお、図２では、説明を容易にするために、複数の光ファイバ１１のうち照射用及び検出用の各々１本のみ代表して図示し、他の光ファイバ１１の図示を省略している。図２に示すように、乳房撮像装置１は、光源４１、波長選択器４２、光検出器５１、信号処理部５２、及び演算処理部５３を備えている。これらのうち、光源４１及び波長選択器４２は、例えば光源装置４に内蔵される。また、光検出器５１、信号処理部５２、及び演算処理部５３は、例えば計測装置５に内蔵される。
【００１５】
光源４１は、パルス光Ｐ１を発生させる装置である。パルス光Ｐ１としては、生体の内部情報が計測できる程度に短い時間幅のパルス光が用いられ、通常は例えば１ｎｓ以下の範囲の時間幅が選択される。光源４１から発生したパルス光Ｐ１は、波長選択器４２に入力される。光源４１としては、発光ダイオード、レーザダイオード、及び各種のパルスダイオード等、様々なものを使用することができる。
【００１６】
波長選択器４２は、光源４１から入力されたパルス光Ｐ１を、所定波長に波長選択する装置である。波長選択器４２により選択される波長としては、生体の透過率と定量すべき吸収成分の分光吸収係数との関係等から、７００〜９００ｎｍ程度の近赤外線領域の波長が好ましい。波長選択器４２により波長選択されたパルス光Ｐ２は、光照射用の光ファイバ１１に入射される。なお、複数の成分についての内部情報を計測する場合等、必要に応じて、光源４１及び波長選択器４２は複数の波長成分のパルス光を計測光として入射可能に構成される。また、波長選択を行う必要がない場合等には、波長選択器４２については、設置を省略してもよい。
【００１７】
光照射用の光ファイバ１１は、その入力端で波長選択器４２からパルス光Ｐ２の入力を受け付けて、その出力端から容器３内の乳房Ｂに対して当該パルス光Ｐ２を照射する。この光ファイバ１１の端面は、容器３の内壁における所定の光照射位置に配置されている。また、光検出用の光ファイバ１１は、乳房Ｂから出射されたパルス光Ｐ２の拡散光をその一端面から入力し、光検出器５１へ該拡散光を出力する。この光ファイバ１１の端面は、容器３の内壁における所定の光検出位置に配置されている。なお、容器３の内壁と乳房Ｂとの隙間は、インターフェース剤Ｉで満たされている。インターフェース剤Ｉは、光散乱係数等の光学係数が生体組織とほぼ同等の液体である。
【００１８】
光検出器５１は、光検出用の光ファイバ１１から入力された光を検出するための装置である。光検出器５１は、検出した光の光強度等を示す光検出信号Ｓ１を生成する。生成された光検出信号Ｓ１は信号処理部５２に入力される。光検出器５１としては、光電子増倍管（ＰＭＴ：Photomultiplier）の他、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード等、様々なものを使用することができる。光検出器５１は、パルス光Ｐ２の波長の光を十分に検出できる分光感度特性を有していることが好ましい。また、乳房Ｂからの拡散光が微弱であるときは、高感度あるいは高利得の光検出器を使用することが好ましい。
【００１９】
信号処理部５２は、光検出器５１及び光源４１と電気的に接続されており、光検出器５１により検出された光検出信号Ｓ１、及び光源４１からのパルス光出射トリガ信号Ｓ２に基づいて、拡散光の光強度の時間変化を示す計測波形を取得するための手段である。信号処理部５２は、取得した計測波形の情報を電子データとして保持し、この電子データＤ１を演算処理部５３へ提供する。
【００２０】
演算処理部５３は、信号処理部５２と電気的に接続されており、信号処理部５２から電子データＤ１を入力して、当該電子データＤ１に含まれる計測波形の情報を用いて乳房Ｂの内部情報を算出するための手段である。内部情報は、例えば、乳房Ｂ内部の散乱係数及び吸収係数、並びに乳房Ｂに含まれている各成分の濃度である。内部情報の算出は、例えば、検出光の時間分解波形を利用する時間分解計測法（ＴＲＳ法：Time Resolved Spectroscopy）、あるいは、変調光を利用する位相変調計測法（ＰＭＳ法：PhaseModulationSpectroscopy）等による解析演算を適用することにより行われる。また、演算処理部５３は、光源４１や光検出器５１等、上記の各構成要素を制御する機能を更に有するとよい。なお、このような演算処理部５３は、例えば、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）といった演算手段およびメモリ等の記憶手段を有するコンピュータによって実現される。
【００２１】
図３は、本実施形態における計測部２を斜め上方から見た斜視図である。本実施形態の計測部２は、被検者の垂下した乳房を囲む半球状の容器３と、該容器３に取り付けられた複数の光ファイバ１１と、容器３上に配置されたガイド部６とを有する。
【００２２】
ガイド部６は、乳房の位置決めを行うための板状の部材であり、被検者と容器３との間に配置される。本実施形態のガイド部６は、被検者が伏臥するためのベッド１０に、その表面６ａがベッド１０の表面１０ａと同一面となるように埋め込まれている。また、ガイド部６は、被検者の乳房が挿通される開口６ｂを有している。開口６ｂは、上方から見て容器３の内側と重なるガイド部６の部分に、例えば円形といった角のない平面形状で形成されている。開口６ｂは、上方から見てその縁が容器３の開口部３ａと重なるか又は内側に位置するように形成されていることが好ましい。
【００２３】
また、ガイド部６の表面６ａにおける開口６ｂを囲む領域６ｃは、開口６ｂの縁に向けて下方へ傾斜している。この領域６ｃは、ベッド１０の長手方向を長軸方向とする楕円形状をしている。そして、例えば開口６ｂが円形である場合、領域６ｃの長軸方向における傾斜角は、短軸方向における傾斜角よりも小さくなっている。
【００２４】
図４は、容器３を拡大して示す斜視図である。前述した図２では、光照射用の光ファイバ１１および光検出用の光ファイバ１１をそれぞれ１本ずつ代表して説明したが、本実施形態の乳房撮像装置１においては、例えば２０本以上の多数の光ファイバ１１が用いられており、それらの一端面１１ａが、図４に示すように容器３の内壁における所定位置にそれぞれ配置されている。そして、一部の光ファイバ１１が光照射用として用いられ、他の光ファイバ１１が光検出用として用いられる。或いは、各光ファイバ１１が、光照射用および光検出用の双方を兼ねてもよい。例えば、各光ファイバ１１は入射光用の光ファイバの周囲に受光用のファイバをバンドルした二重構造を有しており，任意の点に入射，受光点を設定することにより、このような光ファイバ１１を好適に実現できる。
【００２５】
図５は、計測部２を上方から見た平面図である。また、図６は、図５に示した計測部２のVI−VI線に沿った側面断面図である。図５及び図６を参照しつつ、計測部２の構成について更に詳しく説明する。
【００２６】
本実施形態の容器３は、図６に示すように、内側容器３１および外側容器３２を有している。内側容器３１は、半球形を呈しており、被検者の垂下した乳房を囲むように開口部３１ａを上方に向けて配置されている。また、外側容器３２は、内側容器３１よりも大きい半球形を呈しており、内側容器３１の外側を覆うように配置されている。外側容器３２は内側容器３１との間に隙間３４を構成している。
【００２７】
複数の光ファイバ１１のそれぞれは、内側容器３１の内側へ向けて配置され、外側容器３２に固定されている。具体的には、各光ファイバ１１は、外側容器３２の所定の位置に形成された孔に挿通され、インターフェース剤Ｉの漏洩を防止するためのシール構造を有する図示しない保持機構（フォルダ）によって外側容器３２に固定されている。内側容器３１には、複数の光ファイバ１１を通すための複数の孔３１ｂが形成されており、複数の孔３１ｂは、その内径が対応する光ファイバ１１の径よりも大きくなるように形成されている。
【００２８】
また、複数の光ファイバ１１は、図６に示すように、各光ファイバ１１の光軸（光出射軸および光入射軸）が所定の軸線Ｃと交差するように配置されることが好ましい。また、更に好ましくは、全ての光ファイバ１１の光軸が所定の軸線Ｃ上の一点Ｄ（ガントリ内壁を一部とする球体の中心）で互いに交わるとよい。ここで、所定の軸線Ｃとは、被検者の乳房の垂下方向に沿った架空の軸線であり、例えば内側容器３１および外側容器３２の曲率中心を通りベッド１０の表面１０ａに垂直な軸線である。
【００２９】
内側容器３１と外側容器３２との隙間３４には、隔壁３３が設けられている。隔壁３３は、隙間３４を分割するための部材であり、例えば内側容器３１の外面および外側容器３２の内面の双方に対して垂直な面を有する環状の部材によって構成される。隔壁３３の内周面と外周面との幅は、内側容器３１の外面と外側容器３２の内面との間隔と略等しく、隙間３４を完全に仕切るしくみになっている。
【００３０】
隙間３４は、隔壁３３によって上側の流入室３５及び下側の流出室３６に分割されている。流入室３５には配管１３ｆが接続されており、流出室３６には配管１３ａが接続されている。配管１３ｆは、流入室３５へインターフェース剤Ｉ（図２参照）を注入するための配管である。また、配管１３ａは、流出室３６からインターフェース剤Ｉを排出するための配管である。インターフェース剤Ｉは、配管１３ｆを通って流入室３５へ流れ込んだのち、内側容器３１の孔３１ｂと光ファイバ１１との隙間（インターフェース剤流入口１４）を通って内側容器３１の内側へ滲み出す。そして、インターフェース剤Ｉは、内側容器３１の内側を移動し、孔３１ｂと光ファイバ１１との隙間（インターフェース剤流出口１５）を通って流出室３６へ流れ込み、配管１３ａを通って排出される。
【００３１】
なお、本実施形態では、複数の配管１３ｆが隔壁３３に取り付けられている。具体的には、隔壁３３には流入室３５へインターフェース剤Ｉを注入するための複数の孔があいており、この複数の孔それぞれに複数の配管１３ｆの端部が挿入され、固定されている。複数の配管１３ｆは、流出室３６の内部に延設されており、流出室３６の中央部付近（すなわち容器３の中心付近）で一つの配管１３ｅから分岐されている。配管１３ａは、外側容器３２に取り付けられている。
【００３２】
内側容器３１、外側容器３２、及び隔壁３３は、例えば、表面が黒色アルマイト処理されたアルミ材により好適に形成される。或いは、内側容器３１、外側容器３２、及び隔壁３３は、表面が黒色の樹脂材料により形成されてもよい。
【００３３】
また、隔壁３３は外側容器３２上に載置され、内側容器３１はその縁部３１ｃが外側容器３２の縁部３２ａと重なるように、且つ外面が隔壁３３と接するように外側容器３２上に載置されている。この構成によって、内側容器３１及び隔壁３３は、異なる大きさの別の内側容器３１及び隔壁３３と交換可能となっている。乳房の大きさや形は被検者によって様々なので、このように内側容器３１を交換可能とすることにより、内側容器３１の内側寸法を、被検者の乳房の大きさに合わせて容易に変更できる。また、このように内側容器３１を交換すると内側容器３１と外側容器３２との間隔も変化するので、外側容器３２の内側における光ファイバ１１の突出長さについても、内側容器３１の交換に応じて変更できることが好ましい。この場合、本実施形態のように内側容器３１の孔３１ｂの内径が光ファイバ１１の径よりも大きく形成されていれば、光ファイバ１１の突出長さを容易に変更できる。
【００３４】
計測部２は、所定の軸線Ｃ回りに容器３を回転させるための回転機構２１を更に有している。本実施形態の回転機構２１は、図５に示すように、回転板２２、歯車２３、及びステッピングモータ２４を含んで構成される。回転板２２は、軸線Ｃ回りに回転可能なようにベッド１０に取り付けられた円板状の部材である。回転板２２には、軸線Ｃを中心とする円形の開口２２ａが形成されており、この開口２２ａに容器３の外側容器３２が嵌入され、外側容器３２の縁部３２ａと回転板２２とが接する状態で容器３が回転板２２に保持されている。また、回転板２２の外周には歯車を構成するための歯２２ｂが形成されている。
【００３５】
歯車２３は、回転板２２の回転軸線（軸線Ｃ）と平行な軸線を中心に回転可能に設けられ、回転板２２の歯２２ｂと噛み合うように回転板２２に対して並置されている。歯車２３にはステッピングモータ２４の回転軸が接続されており、ステッピングモータ２４が所定角回転する毎に、該所定角に比例する角度だけ回転板２２が容器３と共に回転する。
【００３６】
なお、本実施形態では、図６に示すように、内側容器３１の縁部３１ｃとガイド部６との間には隙間が設けられており、内側容器３１から溢れたインターフェース剤Ｉがこの隙間へ流れ込むしくみになっている。この隙間へ流れ込んだインターフェース剤Ｉは、回転板２２とガイド部６との隙間６１を流れ、ベッド１０に取り付けられた配管１３ｇから排出される。
【００３７】
続いて、インターフェース剤Ｉの循環システムについて説明する。図２に示したように、容器３の内壁と乳房Ｂとの隙間は、インターフェース剤Ｉで満たされる。このインターフェース剤Ｉにより、乳房Ｂの内外における光学係数を一致させて、演算処理部５３による演算時の境界条件を乳房Ｂの大きさによらず固定することができるので、乳房Ｂの内部情報をより容易に算出できる。このようなインターフェース剤Ｉとしては、例えば、光吸収係数を生体と一致させるために光吸収物質（例えば、静脈注射用脂肪乳剤であるイントラリピッド（登録商標）など）を純水に適量混合し、また、光散乱係数を生体と一致させるために光散乱物質（例えばカーボンインクなど）を更に適量混合してなる液体が好適に用いられる。
【００３８】
イントラリピッドやカーボンインクは疎水性である。このように、インターフェース剤Ｉに含まれる上記した光散乱物質や光吸収物質が疎水性である場合、容器３内のインターフェース剤Ｉにおいては、時間の経過にしたがって光散乱物質や光吸収物質が沈降し易い。これらの物質が沈降すると、インターフェース剤Ｉの光学係数が不均一となり、拡散光の検出精度が低下してしまう。従って、本実施形態の乳房撮像装置１は、このような光散乱物質や光吸収物質の沈降を防ぐため、容器３の内外でインターフェース剤Ｉを循環させつつ容器３の外部でインターフェース剤Ｉを撹拌するための構成を更に備えている。
【００３９】
図７は、インターフェース剤Ｉを循環および撹拌するための構成の一例を示す図である。なお、図７においては、ベッド１０に設けられたガイド部６および回転機構２１（共に図６参照）の図示を省略している。本実施形態の乳房撮像装置１は、図７に示すように、インターフェース剤Ｉを循環させるための循環用ポンプ１６と、インターフェース剤Ｉを貯留すると共に撹拌するタンク１７と、インターフェース剤Ｉに溶け込んだ空気や泡を取り除く脱泡（脱気）装置１８と、インターフェース剤Ｉを加温する加温装置１９とを更に備えている。インターフェース剤Ｉは、これらの装置によって加温、循環され、ガントリー内で沈殿、不均一化されてしまうことを防止できる。
【００４０】
循環用ポンプ１６は配管１３ａを介して容器３と接続されており、インターフェース剤Ｉは容器３から配管１３ａを通して循環用ポンプ１６に吸い込まれる。また、循環用ポンプ１６は配管１３ｂを介してタンク１７と接続されており、インターフェース剤Ｉは配管１３ｂを通してタンク１７へ送り出される。タンク１７の内部には図示しない撹拌器が取り付けられており、貯留されたインターフェース剤Ｉが撹拌される。タンク１７は配管１３ｃを介して脱泡装置１８と接続されており、撹拌されたインターフェース剤Ｉは配管１３ｃを通って脱泡装置１８へ送られる。インターフェース剤Ｉに気泡が発生すると光学係数に影響するので、インターフェース剤Ｉは脱泡装置１８において減圧され、気泡および溶け込んだ気体成分が取り除かれる。脱泡装置１８は配管１３ｄを介して加温装置１９と接続されており、脱泡（および脱気）されたインターフェース剤Ｉは配管１３ｄを通って加温装置１９へ送られる。インターフェース剤Ｉが過度に冷たいと被検者Ａに不快感を与えるので、インターフェース剤Ｉは加温装置１９において体温程度まで加温される。加温装置１９は配管１３ｅを介して容器３と接続されており、インターフェース剤Ｉは配管１３ｅを通って再び容器３へ送られる。このようにして、インターフェース剤Ｉは、撹拌されつつ容器３の内外を循環する。なお、循環ポンプ６、タンク７、脱泡（脱気）装置８、及び加温装置に関しては、必要に応じて接続の順番を変更し、最適化することができる。
。
【００４１】
本実施形態による乳房撮像装置１の作用および効果は次のとおりである。乳房撮像装置１においては、回転機構２１によって容器３が軸線Ｃ回りに回転することにより、容器３に取り付けられた複数の光ファイバ１１の端面１１ａも軸線Ｃ回りに移動する。計測の際には、或る回転角度において光照射用の光ファイバ１１から光を照射するとともに、光検出用の光ファイバ１１を介して拡散光を検出する。そして、容器３を所定角度だけ回転させたのち、光の照射／検出を同様に行う。
【００４２】
ここで、図８は、内側容器３１の上方から見た光ファイバ１１の端面１１ａの配置例を示す図である。図８において、実線で描かれた点は容器３が回転する前における端面１１ａの位置を示しており、一点鎖線で描かれた点は、容器３が反時計回りに角度αだけ回転した後における端面１１ａの配置を示している。図から理解されるように、容器３を回転させることによって、光ファイバ１１の端面１１ａがとりうる位置（すなわち光照射位置および光検出位置）が本来の光ファイバ１１の本数に対して倍に増える。この数は、容器３を回転させる回数によって更に増える。このように、本実施形態の乳房撮像装置１によれば、光ファイバ１１の本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加させることができるので、より精度よく乳房の内部情報を取得できる。
【００４３】
また、本実施形態による乳房撮像装置１によれば、図８のように光照射位置や光検出位置を増加させるだけでなく、更に次のような効果もある。すなわち、光ファイバ１１の配置においては、或る角度ごとに同一の分布を繰り返すように端面１１ａを配置する場合がある。このような場合、当該角度ずつ容器３を回転させることにより、一定の光照射位置／光検出位置で光ファイバ１１を交替させながら光を照射／検出できるので、図２に示した光源４１や光検出器５１の特性ばらつきを平均化し、より精度よく乳房の内部情報を取得できる。
【００４４】
また、本実施形態のように、乳房撮像装置１は、ガイド部６を備えることが好ましい。ここで、図９は、ガイド部６による効果を説明するための図である。図９（ａ）は比較のためガイド部６が無い場合を示しており、図９（ｂ）は本実施形態のようにガイド部６を備える場合を示している。乳房Ｂの大きさや形は被検者によって様々なので、図９（ａ）に示すように、ガイド部６が無いと、被検者の乳房Ｂが容器３に触れてしまうことがある。本実施形態の乳房撮像装置１では容器３が回転するので、回転中に被検者の乳房Ｂが容器３に触れると、被検者に不快感を与えてしまい好ましくない。また、被検者の安全性も考慮する必要がある。更に、接触する事により乳房Ｂが動き、計測中の形状が回転に合わせて変形してしまい、測定毎の形状が変わる為、正確なデータ取得が出来ず、演算処理したデータに誤りを生じさせてしまう可能性もある。
【００４５】
これに対し、図９（ｂ）に示すようにガイド部６の開口６ｂに乳房Ｂを挿入させると、容器３の内側における乳房Ｂの範囲が制限され、乳房Ｂが位置決めされることとなる。従って、被検者の乳房Ｂが容器３に触れることを好適に防止できるので、被検者に不快感を与えることなく、且つ安全性を向上できる。更に、正確なデータ取得が可能となる。
【００４６】
また、図３及び図６に示したように、ガイド部６においては、ガイド部６の表面６ａにおける開口６ｂを囲む領域６ｃが、開口６ｂの縁に向けて傾斜していることが好ましい。被検者の乳房の周囲は肋骨等により平坦ではないので、このような構成により、ガイド部６を乳房の周囲の体型に沿って配置でき、乳房の位置をより安定させることができる。
【００４７】
また、図６に示したように、複数の光ファイバ１１は、それらの光軸が所定の軸線Ｃと交差するように配置されていることが好ましい。これにより、容器３が回転しても各光ファイバ１１の光軸が同一の軸線Ｃを必ず通ることとなり、拡散光の強度に基づく演算をより簡素化できる。
【００４８】
また、本実施形態の乳房撮像装置１においては、容器３の流入室３５へインターフェース剤Ｉを送り込むための複数の配管１３ｆが隔壁３３に取り付けられ、流出室３６の内部に延設されており、流出室３６の中央部付近（すなわち容器３の中心付近）で一つの配管１３ｅから分岐されている。このように、隙間３４の上方から延びる配管を容器３の中心付近に集約することによって、配管を絡ませることなく容器３を容易に回転させることができる。
【００４９】
本発明による乳房撮像装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、容器を保持する回転板をステッピングモータで回転させることにより回転機構を実現しているが、本発明の回転機構は、これ以外にも容器を回転させ得る様々な構成を適用できる。
【００５０】
また、上記実施形態では、内側容器と外側容器との隙間を上下に分割し、上側の隙間を流入室とし、下側の隙間を流出室としているが、これとは逆に、上側の隙間を流出室とし、下側の隙間を流入室としてもよい。このような構成は、例えば容器内で浮き上がる気泡を除去したい場合などに好適である。また、本発明の乳房撮像装置では、内側容器と外側容器との隙間を上下方向に限らず他の方向に分割してもよく、流入室及び流出室の双方または一方を複数の室に分割してもよい。
【００５１】
また、上記実施形態および各変形例では、内側容器および外側容器の形態として半球状のものを例示したが、内側容器および外側容器の形状には、これ以外にも例えば円柱や円錐といった他の様々な形状を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による乳房撮像装置の一実施形態の構成を概念的に示す図である。
【図２】乳房撮像装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】計測部を斜め上方から見た斜視図である。
【図４】容器を拡大して示す斜視図である
【図５】計測部を上方から見た平面図である。
【図６】図５に示した計測部のVI−VI線に沿った側面断面図である。
【図７】インターフェース剤を循環および撹拌するための構成を示す図である。
【図８】内側容器の上方から見た光ファイバの端面の配置例を示す図である。
【図９】ガイド部による効果を説明するための図である。（ａ）比較のためガイド部が無い場合を示す図である。（ｂ）ガイド部を備える場合を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…乳房撮像装置、２…計測部、３…容器、４…光源装置、５…計測装置、６…ガイド部、１０…ベッド、１１，１２…光ファイバ、１３ａ〜１３ｇ…配管、１４…インターフェース剤流入口、１５…インターフェース剤流出口、１６…循環用ポンプ、１７…タンク、１８…脱泡装置、１９…加温装置、２１…回転機構、２２…回転板、２３…歯車、２４…ステッピングモータ、３１…内側容器、３２…外側容器、３３…隔壁、３４…隙間、３５…流入室、３６…流出室、Ｉ…インターフェース剤、Ｐ１，Ｐ２…パルス光。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳房撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在普及している一般的なマンモグラフィ（乳房撮像）装置では、乳癌等の検査を行うため、被検者の乳房を圧迫しつつＸ線を照射し、透過したＸ線を撮像することにより乳房の内部情報を取得している。しかし、Ｘ線の照射が乳房および乳癌に及ぼす影響が懸念されるため、近年では、被検者の乳房に複数の位置から光を照射し、拡散光の強度を複数の位置で検出することにより乳房の内部情報を取得する方式が研究されている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】Tara D. Yates, et al., “Time-resolvedoptical mammography using a liquid coupled interface”, Journal of Biomedical Optics,Vol.10(5), 054011, September/October 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した方式においては、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数が多いほど、より精度よく乳房の内部情報を取得できる。しかし、光の照射／検出の為の光ファイバを多く設置すると、構成が複雑になってしまう。また、実際には、光ファイバの設置本数には構造的及びコスト的な制約がある場合が多い。
【０００４】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、光ファイバの本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加させることができる乳房撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明による乳房撮像装置は、被検者の乳房に光を照射し、拡散光を検出することにより乳房の内部情報を取得するための乳房撮像装置であって、光の照射及び検出を行うための複数の光ファイバと、複数の光ファイバを支持する支持部材と、乳房の垂下方向に沿った所定の軸線回りに支持部材を回転させる回転機構とを備えることを特徴とする。
【０００６】
上記した乳房撮像装置においては、所定の軸線回りに支持部材を回転させる回転機構を備えることにより、支持部材に支持された複数の光ファイバの位置が所定の軸線回りに移動する。そして、複数の光ファイバが移動する毎に光の照射および拡散光の検出を行うことにより、光ファイバの数よりも多くの位置で照射／検出を行うことができる。このように、上記した乳房撮像装置によれば、光ファイバの本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加させることができる。
【０００７】
また、乳房撮像装置は、被検者と支持部材との間に配置され、乳房が挿通される開口を有するガイド部を更に備えることを特徴としてもよい。回転する支持部材等に被検者の乳房が触れると、被検者に不快感を与えてしまうおそれがある。このような場合に、上記したようなガイド部によって乳房の位置決めを行うことにより、被検者の乳房が支持部材等に触れることを好適に防止できる。また、回転する支持部材等に被検者の乳房が接触することを防止することにより、被検者の安全性も向上することができる。
【０００８】
また、乳房撮像装置は、ガイド部の表面における開口を囲む領域が、開口の縁に向けて傾斜していることを特徴としてもよい。被検者の乳房の周囲は肋骨等により平坦ではないので、このような構成により、ガイド部を乳房の周囲の体型に沿って配置でき、乳房の位置をより安定させることができる。
【０００９】
また、乳房撮像装置は、複数の光ファイバの光軸が所定の軸線と交差するように複数の光ファイバが配置されていることを特徴としてもよい。これにより、支持部材が回転しても各光ファイバの光軸が同一の軸線を必ず通ることとなり、拡散光の強度に基づく演算をより簡素化できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による乳房撮像装置によれば、光ファイバの本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明による乳房撮像装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明による乳房撮像装置の一実施形態の構成を概念的に示す図である。本実施形態による乳房撮像装置１は、被検者の乳房に光を照射し、拡散光（戻り光）を検出することにより乳房の内部情報を取得し、該内部情報に基づいて腫瘍や癌などの有無を検査するための装置である。
【００１３】
図１を参照すると、乳房撮像装置１は、被検者Ａが伏臥するためのベッド（基台）１０を備えており、該ベッド１０には被検者Ａの垂下した乳房Ｂを囲む半球状の容器３が取り付けられている。容器３は、複数の光ファイバ１１を支持するための支持部材である。すなわち、容器３には、光を照射および検出するための複数の光ファイバ１１の一端が容器３の内側へ向けて固定されており、計測部（ガントリ）２を構成している。また、乳房撮像装置１は、容器３内へ照射するパルス状の光を発生する光源装置４と、該光源装置４から出射される光と照射後の拡散光とに基づいて乳房Ｂの内部情報を算出する計測装置５とを備えている。複数の光ファイバ１１の他端は計測装置５に光学的に接続されており、光源装置４と計測装置５とは光ファイバ１２を介して互いに光学的に接続されている。なお、光源装置４と計測装置５とは、電気ケーブルを介して互いに時間整合された形で接続されていても構わない。
【００１４】
図２は、乳房撮像装置１の機能的な構成を示すブロック図である。なお、図２では、説明を容易にするために、複数の光ファイバ１１のうち照射用及び検出用の各々１本のみ代表して図示し、他の光ファイバ１１の図示を省略している。図２に示すように、乳房撮像装置１は、光源４１、波長選択器４２、光検出器５１、信号処理部５２、及び演算処理部５３を備えている。これらのうち、光源４１及び波長選択器４２は、例えば光源装置４に内蔵される。また、光検出器５１、信号処理部５２、及び演算処理部５３は、例えば計測装置５に内蔵される。
【００１５】
光源４１は、パルス光Ｐ１を発生させる装置である。パルス光Ｐ１としては、生体の内部情報が計測できる程度に短い時間幅のパルス光が用いられ、通常は例えば１ｎｓ以下の範囲の時間幅が選択される。光源４１から発生したパルス光Ｐ１は、波長選択器４２に入力される。光源４１としては、発光ダイオード、レーザダイオード、及び各種のパルスダイオード等、様々なものを使用することができる。
【００１６】
波長選択器４２は、光源４１から入力されたパルス光Ｐ１を、所定波長に波長選択する装置である。波長選択器４２により選択される波長としては、生体の透過率と定量すべき吸収成分の分光吸収係数との関係等から、７００〜９００ｎｍ程度の近赤外線領域の波長が好ましい。波長選択器４２により波長選択されたパルス光Ｐ２は、光照射用の光ファイバ１１に入射される。なお、複数の成分についての内部情報を計測する場合等、必要に応じて、光源４１及び波長選択器４２は複数の波長成分のパルス光を計測光として入射可能に構成される。また、波長選択を行う必要がない場合等には、波長選択器４２については、設置を省略してもよい。
【００１７】
光照射用の光ファイバ１１は、その入力端で波長選択器４２からパルス光Ｐ２の入力を受け付けて、その出力端から容器３内の乳房Ｂに対して当該パルス光Ｐ２を照射する。この光ファイバ１１の端面は、容器３の内壁における所定の光照射位置に配置されている。また、光検出用の光ファイバ１１は、乳房Ｂから出射されたパルス光Ｐ２の拡散光をその一端面から入力し、光検出器５１へ該拡散光を出力する。この光ファイバ１１の端面は、容器３の内壁における所定の光検出位置に配置されている。なお、容器３の内壁と乳房Ｂとの隙間は、インターフェース剤Ｉで満たされている。インターフェース剤Ｉは、光散乱係数等の光学係数が生体組織とほぼ同等の液体である。
【００１８】
光検出器５１は、光検出用の光ファイバ１１から入力された光を検出するための装置である。光検出器５１は、検出した光の光強度等を示す光検出信号Ｓ１を生成する。生成された光検出信号Ｓ１は信号処理部５２に入力される。光検出器５１としては、光電子増倍管（ＰＭＴ：Photomultiplier）の他、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード等、様々なものを使用することができる。光検出器５１は、パルス光Ｐ２の波長の光を十分に検出できる分光感度特性を有していることが好ましい。また、乳房Ｂからの拡散光が微弱であるときは、高感度あるいは高利得の光検出器を使用することが好ましい。
【００１９】
信号処理部５２は、光検出器５１及び光源４１と電気的に接続されており、光検出器５１により検出された光検出信号Ｓ１、及び光源４１からのパルス光出射トリガ信号Ｓ２に基づいて、拡散光の光強度の時間変化を示す計測波形を取得するための手段である。信号処理部５２は、取得した計測波形の情報を電子データとして保持し、この電子データＤ１を演算処理部５３へ提供する。
【００２０】
演算処理部５３は、信号処理部５２と電気的に接続されており、信号処理部５２から電子データＤ１を入力して、当該電子データＤ１に含まれる計測波形の情報を用いて乳房Ｂの内部情報を算出するための手段である。内部情報は、例えば、乳房Ｂ内部の散乱係数及び吸収係数、並びに乳房Ｂに含まれている各成分の濃度である。内部情報の算出は、例えば、検出光の時間分解波形を利用する時間分解計測法（ＴＲＳ法：Time Resolved Spectroscopy）、あるいは、変調光を利用する位相変調計測法（ＰＭＳ法：PhaseModulationSpectroscopy）等による解析演算を適用することにより行われる。また、演算処理部５３は、光源４１や光検出器５１等、上記の各構成要素を制御する機能を更に有するとよい。なお、このような演算処理部５３は、例えば、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）といった演算手段およびメモリ等の記憶手段を有するコンピュータによって実現される。
【００２１】
図３は、本実施形態における計測部２を斜め上方から見た斜視図である。本実施形態の計測部２は、被検者の垂下した乳房を囲む半球状の容器３と、該容器３に取り付けられた複数の光ファイバ１１と、容器３上に配置されたガイド部６とを有する。
【００２２】
ガイド部６は、乳房の位置決めを行うための板状の部材であり、被検者と容器３との間に配置される。本実施形態のガイド部６は、被検者が伏臥するためのベッド１０に、その表面６ａがベッド１０の表面１０ａと同一面となるように埋め込まれている。また、ガイド部６は、被検者の乳房が挿通される開口６ｂを有している。開口６ｂは、上方から見て容器３の内側と重なるガイド部６の部分に、例えば円形といった角のない平面形状で形成されている。開口６ｂは、上方から見てその縁が容器３の開口部３ａと重なるか又は内側に位置するように形成されていることが好ましい。
【００２３】
また、ガイド部６の表面６ａにおける開口６ｂを囲む領域６ｃは、開口６ｂの縁に向けて下方へ傾斜している。この領域６ｃは、ベッド１０の長手方向を長軸方向とする楕円形状をしている。そして、例えば開口６ｂが円形である場合、領域６ｃの長軸方向における傾斜角は、短軸方向における傾斜角よりも小さくなっている。
【００２４】
図４は、容器３を拡大して示す斜視図である。前述した図２では、光照射用の光ファイバ１１および光検出用の光ファイバ１１をそれぞれ１本ずつ代表して説明したが、本実施形態の乳房撮像装置１においては、例えば２０本以上の多数の光ファイバ１１が用いられており、それらの一端面１１ａが、図４に示すように容器３の内壁における所定位置にそれぞれ配置されている。そして、一部の光ファイバ１１が光照射用として用いられ、他の光ファイバ１１が光検出用として用いられる。或いは、各光ファイバ１１が、光照射用および光検出用の双方を兼ねてもよい。例えば、各光ファイバ１１は入射光用の光ファイバの周囲に受光用のファイバをバンドルした二重構造を有しており，任意の点に入射，受光点を設定することにより、このような光ファイバ１１を好適に実現できる。
【００２５】
図５は、計測部２を上方から見た平面図である。また、図６は、図５に示した計測部２のVI−VI線に沿った側面断面図である。図５及び図６を参照しつつ、計測部２の構成について更に詳しく説明する。
【００２６】
本実施形態の容器３は、図６に示すように、内側容器３１および外側容器３２を有している。内側容器３１は、半球形を呈しており、被検者の垂下した乳房を囲むように開口部３１ａを上方に向けて配置されている。また、外側容器３２は、内側容器３１よりも大きい半球形を呈しており、内側容器３１の外側を覆うように配置されている。外側容器３２は内側容器３１との間に隙間３４を構成している。
【００２７】
複数の光ファイバ１１のそれぞれは、内側容器３１の内側へ向けて配置され、外側容器３２に固定されている。具体的には、各光ファイバ１１は、外側容器３２の所定の位置に形成された孔に挿通され、インターフェース剤Ｉの漏洩を防止するためのシール構造を有する図示しない保持機構（フォルダ）によって外側容器３２に固定されている。内側容器３１には、複数の光ファイバ１１を通すための複数の孔３１ｂが形成されており、複数の孔３１ｂは、その内径が対応する光ファイバ１１の径よりも大きくなるように形成されている。
【００２８】
また、複数の光ファイバ１１は、図６に示すように、各光ファイバ１１の光軸（光出射軸および光入射軸）が所定の軸線Ｃと交差するように配置されることが好ましい。また、更に好ましくは、全ての光ファイバ１１の光軸が所定の軸線Ｃ上の一点Ｄ（ガントリ内壁を一部とする球体の中心）で互いに交わるとよい。ここで、所定の軸線Ｃとは、被検者の乳房の垂下方向に沿った架空の軸線であり、例えば内側容器３１および外側容器３２の曲率中心を通りベッド１０の表面１０ａに垂直な軸線である。
【００２９】
内側容器３１と外側容器３２との隙間３４には、隔壁３３が設けられている。隔壁３３は、隙間３４を分割するための部材であり、例えば内側容器３１の外面および外側容器３２の内面の双方に対して垂直な面を有する環状の部材によって構成される。隔壁３３の内周面と外周面との幅は、内側容器３１の外面と外側容器３２の内面との間隔と略等しく、隙間３４を完全に仕切るしくみになっている。
【００３０】
隙間３４は、隔壁３３によって上側の流入室３５及び下側の流出室３６に分割されている。流入室３５には配管１３ｆが接続されており、流出室３６には配管１３ａが接続されている。配管１３ｆは、流入室３５へインターフェース剤Ｉ（図２参照）を注入するための配管である。また、配管１３ａは、流出室３６からインターフェース剤Ｉを排出するための配管である。インターフェース剤Ｉは、配管１３ｆを通って流入室３５へ流れ込んだのち、内側容器３１の孔３１ｂと光ファイバ１１との隙間（インターフェース剤流入口１４）を通って内側容器３１の内側へ滲み出す。そして、インターフェース剤Ｉは、内側容器３１の内側を移動し、孔３１ｂと光ファイバ１１との隙間（インターフェース剤流出口１５）を通って流出室３６へ流れ込み、配管１３ａを通って排出される。
【００３１】
なお、本実施形態では、複数の配管１３ｆが隔壁３３に取り付けられている。具体的には、隔壁３３には流入室３５へインターフェース剤Ｉを注入するための複数の孔があいており、この複数の孔それぞれに複数の配管１３ｆの端部が挿入され、固定されている。複数の配管１３ｆは、流出室３６の内部に延設されており、流出室３６の中央部付近（すなわち容器３の中心付近）で一つの配管１３ｅから分岐されている。配管１３ａは、外側容器３２に取り付けられている。
【００３２】
内側容器３１、外側容器３２、及び隔壁３３は、例えば、表面が黒色アルマイト処理されたアルミ材により好適に形成される。或いは、内側容器３１、外側容器３２、及び隔壁３３は、表面が黒色の樹脂材料により形成されてもよい。
【００３３】
また、隔壁３３は外側容器３２上に載置され、内側容器３１はその縁部３１ｃが外側容器３２の縁部３２ａと重なるように、且つ外面が隔壁３３と接するように外側容器３２上に載置されている。この構成によって、内側容器３１及び隔壁３３は、異なる大きさの別の内側容器３１及び隔壁３３と交換可能となっている。乳房の大きさや形は被検者によって様々なので、このように内側容器３１を交換可能とすることにより、内側容器３１の内側寸法を、被検者の乳房の大きさに合わせて容易に変更できる。また、このように内側容器３１を交換すると内側容器３１と外側容器３２との間隔も変化するので、外側容器３２の内側における光ファイバ１１の突出長さについても、内側容器３１の交換に応じて変更できることが好ましい。この場合、本実施形態のように内側容器３１の孔３１ｂの内径が光ファイバ１１の径よりも大きく形成されていれば、光ファイバ１１の突出長さを容易に変更できる。
【００３４】
計測部２は、所定の軸線Ｃ回りに容器３を回転させるための回転機構２１を更に有している。本実施形態の回転機構２１は、図５に示すように、回転板２２、歯車２３、及びステッピングモータ２４を含んで構成される。回転板２２は、軸線Ｃ回りに回転可能なようにベッド１０に取り付けられた円板状の部材である。回転板２２には、軸線Ｃを中心とする円形の開口２２ａが形成されており、この開口２２ａに容器３の外側容器３２が嵌入され、外側容器３２の縁部３２ａと回転板２２とが接する状態で容器３が回転板２２に保持されている。また、回転板２２の外周には歯車を構成するための歯２２ｂが形成されている。
【００３５】
歯車２３は、回転板２２の回転軸線（軸線Ｃ）と平行な軸線を中心に回転可能に設けられ、回転板２２の歯２２ｂと噛み合うように回転板２２に対して並置されている。歯車２３にはステッピングモータ２４の回転軸が接続されており、ステッピングモータ２４が所定角回転する毎に、該所定角に比例する角度だけ回転板２２が容器３と共に回転する。
【００３６】
なお、本実施形態では、図６に示すように、内側容器３１の縁部３１ｃとガイド部６との間には隙間が設けられており、内側容器３１から溢れたインターフェース剤Ｉがこの隙間へ流れ込むしくみになっている。この隙間へ流れ込んだインターフェース剤Ｉは、回転板２２とガイド部６との隙間６１を流れ、ベッド１０に取り付けられた配管１３ｇから排出される。
【００３７】
続いて、インターフェース剤Ｉの循環システムについて説明する。図２に示したように、容器３の内壁と乳房Ｂとの隙間は、インターフェース剤Ｉで満たされる。このインターフェース剤Ｉにより、乳房Ｂの内外における光学係数を一致させて、演算処理部５３による演算時の境界条件を乳房Ｂの大きさによらず固定することができるので、乳房Ｂの内部情報をより容易に算出できる。このようなインターフェース剤Ｉとしては、例えば、光吸収係数を生体と一致させるために光吸収物質（例えば、静脈注射用脂肪乳剤であるイントラリピッド（登録商標）など）を純水に適量混合し、また、光散乱係数を生体と一致させるために光散乱物質（例えばカーボンインクなど）を更に適量混合してなる液体が好適に用いられる。
【００３８】
イントラリピッドやカーボンインクは疎水性である。このように、インターフェース剤Ｉに含まれる上記した光散乱物質や光吸収物質が疎水性である場合、容器３内のインターフェース剤Ｉにおいては、時間の経過にしたがって光散乱物質や光吸収物質が沈降し易い。これらの物質が沈降すると、インターフェース剤Ｉの光学係数が不均一となり、拡散光の検出精度が低下してしまう。従って、本実施形態の乳房撮像装置１は、このような光散乱物質や光吸収物質の沈降を防ぐため、容器３の内外でインターフェース剤Ｉを循環させつつ容器３の外部でインターフェース剤Ｉを撹拌するための構成を更に備えている。
【００３９】
図７は、インターフェース剤Ｉを循環および撹拌するための構成の一例を示す図である。なお、図７においては、ベッド１０に設けられたガイド部６および回転機構２１（共に図６参照）の図示を省略している。本実施形態の乳房撮像装置１は、図７に示すように、インターフェース剤Ｉを循環させるための循環用ポンプ１６と、インターフェース剤Ｉを貯留すると共に撹拌するタンク１７と、インターフェース剤Ｉに溶け込んだ空気や泡を取り除く脱泡（脱気）装置１８と、インターフェース剤Ｉを加温する加温装置１９とを更に備えている。インターフェース剤Ｉは、これらの装置によって加温、循環され、ガントリー内で沈殿、不均一化されてしまうことを防止できる。
【００４０】
循環用ポンプ１６は配管１３ａを介して容器３と接続されており、インターフェース剤Ｉは容器３から配管１３ａを通して循環用ポンプ１６に吸い込まれる。また、循環用ポンプ１６は配管１３ｂを介してタンク１７と接続されており、インターフェース剤Ｉは配管１３ｂを通してタンク１７へ送り出される。タンク１７の内部には図示しない撹拌器が取り付けられており、貯留されたインターフェース剤Ｉが撹拌される。タンク１７は配管１３ｃを介して脱泡装置１８と接続されており、撹拌されたインターフェース剤Ｉは配管１３ｃを通って脱泡装置１８へ送られる。インターフェース剤Ｉに気泡が発生すると光学係数に影響するので、インターフェース剤Ｉは脱泡装置１８において減圧され、気泡および溶け込んだ気体成分が取り除かれる。脱泡装置１８は配管１３ｄを介して加温装置１９と接続されており、脱泡（および脱気）されたインターフェース剤Ｉは配管１３ｄを通って加温装置１９へ送られる。インターフェース剤Ｉが過度に冷たいと被検者Ａに不快感を与えるので、インターフェース剤Ｉは加温装置１９において体温程度まで加温される。加温装置１９は配管１３ｅを介して容器３と接続されており、インターフェース剤Ｉは配管１３ｅを通って再び容器３へ送られる。このようにして、インターフェース剤Ｉは、撹拌されつつ容器３の内外を循環する。なお、循環ポンプ６、タンク７、脱泡（脱気）装置８、及び加温装置に関しては、必要に応じて接続の順番を変更し、最適化することができる。
。
【００４１】
本実施形態による乳房撮像装置１の作用および効果は次のとおりである。乳房撮像装置１においては、回転機構２１によって容器３が軸線Ｃ回りに回転することにより、容器３に取り付けられた複数の光ファイバ１１の端面１１ａも軸線Ｃ回りに移動する。計測の際には、或る回転角度において光照射用の光ファイバ１１から光を照射するとともに、光検出用の光ファイバ１１を介して拡散光を検出する。そして、容器３を所定角度だけ回転させたのち、光の照射／検出を同様に行う。
【００４２】
ここで、図８は、内側容器３１の上方から見た光ファイバ１１の端面１１ａの配置例を示す図である。図８において、実線で描かれた点は容器３が回転する前における端面１１ａの位置を示しており、一点鎖線で描かれた点は、容器３が反時計回りに角度αだけ回転した後における端面１１ａの配置を示している。図から理解されるように、容器３を回転させることによって、光ファイバ１１の端面１１ａがとりうる位置（すなわち光照射位置および光検出位置）が本来の光ファイバ１１の本数に対して倍に増える。この数は、容器３を回転させる回数によって更に増える。このように、本実施形態の乳房撮像装置１によれば、光ファイバ１１の本数に対して、光を照射する位置の数、および光を検出する位置の数を増加させることができるので、より精度よく乳房の内部情報を取得できる。
【００４３】
また、本実施形態による乳房撮像装置１によれば、図８のように光照射位置や光検出位置を増加させるだけでなく、更に次のような効果もある。すなわち、光ファイバ１１の配置においては、或る角度ごとに同一の分布を繰り返すように端面１１ａを配置する場合がある。このような場合、当該角度ずつ容器３を回転させることにより、一定の光照射位置／光検出位置で光ファイバ１１を交替させながら光を照射／検出できるので、図２に示した光源４１や光検出器５１の特性ばらつきを平均化し、より精度よく乳房の内部情報を取得できる。
【００４４】
また、本実施形態のように、乳房撮像装置１は、ガイド部６を備えることが好ましい。ここで、図９は、ガイド部６による効果を説明するための図である。図９（ａ）は比較のためガイド部６が無い場合を示しており、図９（ｂ）は本実施形態のようにガイド部６を備える場合を示している。乳房Ｂの大きさや形は被検者によって様々なので、図９（ａ）に示すように、ガイド部６が無いと、被検者の乳房Ｂが容器３に触れてしまうことがある。本実施形態の乳房撮像装置１では容器３が回転するので、回転中に被検者の乳房Ｂが容器３に触れると、被検者に不快感を与えてしまい好ましくない。また、被検者の安全性も考慮する必要がある。更に、接触する事により乳房Ｂが動き、計測中の形状が回転に合わせて変形してしまい、測定毎の形状が変わる為、正確なデータ取得が出来ず、演算処理したデータに誤りを生じさせてしまう可能性もある。
【００４５】
これに対し、図９（ｂ）に示すようにガイド部６の開口６ｂに乳房Ｂを挿入させると、容器３の内側における乳房Ｂの範囲が制限され、乳房Ｂが位置決めされることとなる。従って、被検者の乳房Ｂが容器３に触れることを好適に防止できるので、被検者に不快感を与えることなく、且つ安全性を向上できる。更に、正確なデータ取得が可能となる。
【００４６】
また、図３及び図６に示したように、ガイド部６においては、ガイド部６の表面６ａにおける開口６ｂを囲む領域６ｃが、開口６ｂの縁に向けて傾斜していることが好ましい。被検者の乳房の周囲は肋骨等により平坦ではないので、このような構成により、ガイド部６を乳房の周囲の体型に沿って配置でき、乳房の位置をより安定させることができる。
【００４７】
また、図６に示したように、複数の光ファイバ１１は、それらの光軸が所定の軸線Ｃと交差するように配置されていることが好ましい。これにより、容器３が回転しても各光ファイバ１１の光軸が同一の軸線Ｃを必ず通ることとなり、拡散光の強度に基づく演算をより簡素化できる。
【００４８】
また、本実施形態の乳房撮像装置１においては、容器３の流入室３５へインターフェース剤Ｉを送り込むための複数の配管１３ｆが隔壁３３に取り付けられ、流出室３６の内部に延設されており、流出室３６の中央部付近（すなわち容器３の中心付近）で一つの配管１３ｅから分岐されている。このように、隙間３４の上方から延びる配管を容器３の中心付近に集約することによって、配管を絡ませることなく容器３を容易に回転させることができる。
【００４９】
本発明による乳房撮像装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、容器を保持する回転板をステッピングモータで回転させることにより回転機構を実現しているが、本発明の回転機構は、これ以外にも容器を回転させ得る様々な構成を適用できる。
【００５０】
また、上記実施形態では、内側容器と外側容器との隙間を上下に分割し、上側の隙間を流入室とし、下側の隙間を流出室としているが、これとは逆に、上側の隙間を流出室とし、下側の隙間を流入室としてもよい。このような構成は、例えば容器内で浮き上がる気泡を除去したい場合などに好適である。また、本発明の乳房撮像装置では、内側容器と外側容器との隙間を上下方向に限らず他の方向に分割してもよく、流入室及び流出室の双方または一方を複数の室に分割してもよい。
【００５１】
また、上記実施形態および各変形例では、内側容器および外側容器の形態として半球状のものを例示したが、内側容器および外側容器の形状には、これ以外にも例えば円柱や円錐といった他の様々な形状を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による乳房撮像装置の一実施形態の構成を概念的に示す図である。
【図２】乳房撮像装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】計測部を斜め上方から見た斜視図である。
【図４】容器を拡大して示す斜視図である
【図５】計測部を上方から見た平面図である。
【図６】図５に示した計測部のVI−VI線に沿った側面断面図である。
【図７】インターフェース剤を循環および撹拌するための構成を示す図である。
【図８】内側容器の上方から見た光ファイバの端面の配置例を示す図である。
【図９】ガイド部による効果を説明するための図である。（ａ）比較のためガイド部が無い場合を示す図である。（ｂ）ガイド部を備える場合を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…乳房撮像装置、２…計測部、３…容器、４…光源装置、５…計測装置、６…ガイド部、１０…ベッド、１１，１２…光ファイバ、１３ａ〜１３ｇ…配管、１４…インターフェース剤流入口、１５…インターフェース剤流出口、１６…循環用ポンプ、１７…タンク、１８…脱泡装置、１９…加温装置、２１…回転機構、２２…回転板、２３…歯車、２４…ステッピングモータ、３１…内側容器、３２…外側容器、３３…隔壁、３４…隙間、３５…流入室、３６…流出室、Ｉ…インターフェース剤、Ｐ１，Ｐ２…パルス光。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の乳房に光を照射し、拡散光を検出することにより前記乳房の内部情報を取得するための乳房撮像装置であって、
光の照射及び検出を行うための複数の光ファイバと、
前記複数の光ファイバを支持する支持部材と、
前記乳房の垂下方向に沿った所定の軸線回りに前記支持部材を回転させる回転機構と
を備えることを特徴とする、乳房撮像装置。
【請求項２】
前記被検者と前記支持部材との間に配置され、前記乳房が挿通される開口を有するガイド部を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の乳房撮像装置。
【請求項３】
前記ガイド部の表面における前記開口を囲む領域が、前記開口の縁に向けて傾斜していることを特徴とする、請求項２に記載の乳房撮像装置。
【請求項４】
前記複数の光ファイバの光軸が前記所定の軸線と交差するように前記複数の光ファイバが配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の乳房撮像装置。
【請求項１】
被検者の乳房に光を照射し、拡散光を検出することにより前記乳房の内部情報を取得するための乳房撮像装置であって、
光の照射及び検出を行うための複数の光ファイバと、
前記複数の光ファイバを支持する支持部材と、
前記乳房の垂下方向に沿った所定の軸線回りに前記支持部材を回転させる回転機構と
を備えることを特徴とする、乳房撮像装置。
【請求項２】
前記被検者と前記支持部材との間に配置され、前記乳房が挿通される開口を有するガイド部を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の乳房撮像装置。
【請求項３】
前記ガイド部の表面における前記開口を囲む領域が、前記開口の縁に向けて傾斜していることを特徴とする、請求項２に記載の乳房撮像装置。
【請求項４】
前記複数の光ファイバの光軸が前記所定の軸線と交差するように前記複数の光ファイバが配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の乳房撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１０１９９２（Ｐ２００８−１０１９９２Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８３９５５（Ｐ２００６−２８３９５５）
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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