特開 2024-17719 ファントム及び検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024017719

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】ファントム及び検査方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/58 20240101AFI20240201BHJP

   G01N 23/04 20180101ALI20240201BHJP

   G01N 23/046 20180101ALI20240201BHJP

   G01N 23/087 20180101ALI20240201BHJP

   G01T 7/00 20060101ALI20240201BHJP

   A61B 6/00 20240101ALI20240201BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 F

G01N23/04

G01N23/046

G01N23/087

G01T7/00 C

A61B6/00 390A

A61B6/00 333

A61B6/03 373

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022120545

(22)【出願日】2022-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】305027401

【氏名又は名称】東京都公立大学法人

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100152272

【弁理士】

【氏名又は名称】川越 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100181722

【弁理士】

【氏名又は名称】春田 洋孝

(72)【発明者】

【氏名】沼野 智一

(72)【発明者】

【氏名】小林 智哉

【テーマコード（参考）】

2G001

2G188

4C093

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA11

2G001CA01

2G001FA02

2G001HA14

2G001JA08

2G001KA01

2G001LA01

2G001QA02

2G188AA02

2G188AA03

2G188AA25

2G188BB02

2G188DD28

2G188FF28

4C093AA22

4C093CA37

4C093DA02

4C093DA03

4C093EA07

4C093FC12

4C093GA01

(57)【要約】

【課題】デュアルエナジー方式のＣＴ検査及びＸ線検査をした際に、所望のＣＴ値および実効原子番号を得るとともに、所望の電子密度に調整可能なファントムを提供する。
【解決手段】このファントムは、ＣＴ検査装置及びＸ線検査装置から選択されるいずれかの検査装置に用いられるファントムであって、支持部材と、前記支持部材に支持された弾性体と、を備え、前記検査装置のＸ線照射源からＸ線照射方向に関する前記弾性体の密度又は厚みの変更により、実効原子番号および電子密度の少なくとも一方が調整される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＣＴ検査装置及びＸ線検査装置から選択されるいずれかの検査装置に用いられるファントムであって、
支持部材と、前記支持部材に支持された弾性体と、を備え、
前記検査装置のＸ線照射源からＸ線照射方向に関する前記弾性体の密度又は厚みの変更により、電子密度が調整される、ファントム。

【請求項2】

前記支持部材は、前記弾性体を挟む第１板部及び第２板部と、前記第１板部および前記第２板部の距離を調整可能に、前記第１板部および前記第２板部を締結している締結部材と、を有する、請求項１に記載のファントム。

【請求項3】

前記検査装置のＸ線照射方向に関する前記弾性体の密度は、前記弾性体の圧縮率により変更される、請求項１又は２に記載のファントム。

【請求項4】

前記弾性体は、ラテックスを主成分として含む、請求項１又は２に記載のファントム。

【請求項5】

前記弾性体は、さらに硫黄を含む、請求項４に記載のファントム。

【請求項6】

請求項１に記載のファントムを用いてＣＴ検査を行い、前記弾性体のＣＴ値と、実効原子番号と、電子密度と、を検査する、検査方法。

【請求項7】

前記ＣＴ検査の後に、前記ファントムを用いて、Ｘ線検査を行い、前記弾性体のＸ線検査における像の写り方を観察する、請求項６に記載の検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファントム及び検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

医療分野では、画像診断やシミュレーション学習が重要である。医療分野での画像診断用のシミュレータとして、ファントムが活用されている（例えば、非特許文献１～４）。

【0003】

非特許文献１のファントムは、人体の骨格、肺野内部構造といった胸部構造を模擬しており、レントゲン画像、ＣＴ画像に写り込む人体と同様の構造が写り込む。非特許文献１には、所定の病変に対応した既定のＣＴ値（－８００ＨＵ，－６３０ＨＵ，＋１００ＨＵ相当）の模擬病変が示されている。非特許文献１では、模擬病変を胸部構造内に収容した状態でレントゲン画像及びＣＴ画像を撮影することで、診断条件に応じた病変の写り方をシミュレーションできる（例えば、非特許文献２）。

【0004】

非特許文献２には、非特許文献１のファントムを利用して、胸部Ｘ線ＣＴ画像と胸部Ｘ線トモシンセシスでのＧＧＯ視認性を検証した結果が報告されている。

【0005】

非特許文献３のファントムは、胸部ＣＴ検診用のファントムである。非特許文献３のファントムに対してＣＴ検診をすることで、人体に近似したアーチファクト等が出現すると開示されている。非特許文献３のファントムは、既定のＣＴ値の擦りガラス状陰影（GGO; ground-glass opacity）を呈する模擬病変が配置され、診断条件に応じた病変の写り方や被ばく量をシミュレーションできる（例えば、特許文献４）。ＧＧＯは、ＣＯＶＩＤ－１９をはじめとする呼吸器疾患で肺炎を発症すると、多くの画像所見で観察される。

【0006】

非特許文献４には、非特許文献３のファントムを利用して、被ばくを低減した「低線量胸部Ｘ線ＣＴ」による物理評価した結果が報告されている。

【0007】

また、近年、複数種の波長のＸ線を活用する、デュアルエナジー方式のＣＴ検査装置及びＸ線検査装置が急速に普及している。デュアルエナジー方式のＣＴ検査装置及びＸ線検査装置は、異なるエネルギーのＸ線で撮影されたデータから組織の実効原子番号および電子密度を算出することも可能であり、この点で１種類のエネルギーを利用するシングルエナジー方式のＣＴ検査装置及びＸ線検査装置よりも優れている。このように、シングルエナジー方式と比べ、デュアルエナジー方式では、診断価値が高い画像情報を得られることから、期待が集まっている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】「胸部ファントムＮ－１ラングマン」、株式会社京都科学

【非特許文献2】Kyung Won Doo, et al. “Comparison of chest radiography, chest digital tomosynthesis and low doseMDCT to detect small ground-glass opacity nodules: an anthropomorphic chest phantom study” Eur Radial(2014)24:3269-3276

【非特許文献3】「LSCTファントムLSCT-001型」、株式会社京都科学

【非特許文献4】松本徹「肺癌検診用MDCT(multidetector-row CT)撮影マニュルの作成平成17年度技術部会報告（詳細版）」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、非特許文献１，３のようなファントムは、デュアルエナジー方式のＣＴ検査装置及びＸ線検査装置が公開される前に製品化されており、デュアルエナジー方式の検査装置に対応していない。具体的には、デュアルエナジー方式の検査装置により、非特許文献１，３のような模擬病変及びファントムを用いてＸ線画像、或いは、ＣＴ画像を撮影した場合、特定の病変に対応する画像輝度(濃度)やＣＴ値を得られたとしても、実効原子番号および電子密度の両方を再現できない。非特許文献２，４に開示された方法では、デュアルエナジー方式の検査装置について何ら言及されておらず、上記のようなファントムをデュアルエナジー方式の検査装置に用いた場合に、上記のような課題が生じることについて当然開示も示唆もされていない。

【0010】

病変は、大きさ等の度合いが変化するため、病変の度合いに応じて模擬病変を変形させると、検査の精度向上につながると考えられる。

【0011】

本発明は、上記事情に鑑みてなされた発明であり、デュアルエナジー方式のＣＴ検査及びＸ線検査をした際に、所望のＣＴ値及び実効原子番号を得るとともに、所望の電子密度に調整可能なファントム及び該ファントムを用いた検査方法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】

【0012】

（１）本発明の第１の態様に係るファントムは、
ＣＴ検査装置及びＸ線検査装置から選択されるいずれかの検査装置に用いられるファントムであって、
支持部材と、前記支持部材に支持された弾性体と、を備え、
前記検査装置のＸ線照射源からＸ線照射方向に関する前記弾性体の密度又は厚みの変更により、電子密度が調整される。

【0013】

（２）上記（１）のファントムにおいて、前記支持部材は、前記弾性体を挟む第１板部及び第２板部と、前記第１板部および前記第２板部の距離を調整可能に、前記第１板部および前記第２板部を締結している締結部材と、を有していてもよい。

【0014】

（３）上記（１）又は（２）のファントムにおいて、前記検査装置のＸ線照射方向に関する前記弾性体の密度は、前記弾性体の圧縮率により変更されてもよい。

【0015】

（４）上記（１）～（３）のいずれかのファントムにおいて、前記弾性体は、ラテックスを主成分として含んでいてもよい。

【0016】

（５）上記（１）～（４）のいずれかのファントムにおいて、前記弾性体は、さらに硫黄を含んでいてもよい。

【0017】

（６）本発明の第２の態様に係る検査方法は、第１の態様に係るファントムを用いてＣＴ検査を行い、前記弾性体のＣＴ値と、実効原子番号と、電子密度と、を検査する。

【0018】

（７）上記（６）の検査方法において、前記ＣＴ検査の後に、前記ファントムを用いて、Ｘ線検査を行い、前記弾性体のＸ線検査における像の写り方を観察してもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、デュアルエナジー方式のＣＴ検査及びＸ線検査をした際に、所望のＣＴ値および実効原子番号を得るとともに、所望の電子密度に調整可能なファントム及び該ファントムを用いた検査方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係るファントムを模式的に斜視図である。

【図2】図１のファントムの上面を模式的に示す平面図である。

【図3】図１のファントムの断面を模式的に示す断面図である。

【図4】図１のファントムの変形例を模式的に示す断面図である。

【図5】図１のファントムの変形例を模式的に示す断面図である。

【図6】図１のファントムの変形例を模式的に示す斜視図である。

【図7】実施例１～３のファントムを用いてデュアルエナジー方式のＣＴ検査により撮影したＣＴ画像であり、ＣＴ値を示す図である。

【図8】実施例１～３のファントムを用いてデュアルエナジー方式のＣＴ検査により撮影したＣＴ画像であり、実効原子番号を示す図である。

【図9】実施例１～３のファントムを用いてデュアルエナジー方式のＣＴ検査により撮影したＣＴ画像であり、電子密度を示す図である。

【図10】参考例のファントムをＸ線装置に適用するときの配置の例を示す図である。

【図11】参考例のファントムを用いて撮影したレントゲン画像である。

【図12】ファントムに対してデュアルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像及びシングルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像を示す。

【図13】ファントムを用いてデュアルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像及びシングルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像を示す。

【図14】ファントムを用いてデュアルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像及びシングルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像を示す。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合がある。このため、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっている場合がある。

【0022】

［ファントム］
図１は、本発明の一実施形態に係るファントムを模式的に示す斜視図である。図２は、図１のファントムの上面を模式的に示す平面図であり、図３は、図１のファントムの断面を模式的に示す断面図である。

【0023】

図１～３に示されるファントム１００Ａは、ＣＴ検査装置に用いられるファントムであって、支持部材２０と、支持部材２０に支持された弾性体１０と、を備え、検査装置のＸ線照射源からのＸ線照射方向に関する弾性体１０の密度の変更により、電子密度が制御される。

【0024】

（弾性体）
弾性体１０は、例えば、弾性材料で構成された弾性層１が少なくとも１つ積層された積層体である。図１～３には、３つの弾性層１が積層されている様子を示す。弾性層１のそれぞれは、例えば同じ形状をしている。弾性体１０において、各弾性層１を均等な形状にすることで、弾性層１の圧縮率を均等にできる。弾性層１は、例えば着脱可能に設けられている。上述の通り、弾性体１０において、弾性層１のそれぞれは、均等に圧縮される。図１～３に示す例では、それぞれの弾性層１は、外部からの圧力が印加されていない環境下と比べ、厚みが１／３倍となるように圧縮されている。

【0025】

弾性層１は、実質的に弾性材料で構成されている。該弾性材料は、圧縮により変形可能である。弾性層１は、以下に例示されるような体積弾性率の高い材料で構成されていることが好ましい。弾性層１がこのような弾性材料で構成されていることで、圧縮により、ファントム１００ＡのＣＴ値及び実効原子番号を維持するとともに電子密度を制御可能である。

【0026】

弾性層１を構成する弾性材料は、例えば、ラテックス、合成ゴム等を主成分として含む。弾性材料がラテックスを主成分として含む場合、弾性材料は、例えば、加硫されている。弾性体１０における硫黄の含有量は、適宜に選択できるが、例えば、5～8ｗｔ％である。ラテックスの実効原子番号（８程度）と比べ、硫黄の原子番号は大きいため、硫黄の含有量を増大させると、弾性体の実効原子番号が増大する。弾性体は、硫黄を含み、硫黄の含有量により実効原子番号が制御されてもよい。

【0027】

弾性体１０は、例えば、積層方向（図１～３におけるｚ方向）両側を支持部材２０の第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂに支持されている。弾性体１０は、例えば、後述する通り、第１板部２１ａおよび第２板部２１ｂの距離を調整されることで、弾性体１０の厚みが調整され、弾性体１０の体積が調整される。弾性体１０の体積及び弾性体１０が減少すると、弾性体１０の電子密度が増大する。

【0028】

弾性体１０は、例えば、スポンジ材料である。弾性体１０の気孔率は、例えば、８５％以下である。

【0029】

（支持部材）
支持部材２０は、弾性体１０を支持する。支持部材２０は、例えば、弾性体１０を挟む第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂと、第１板部２１ａおよび第２板部２１ｂの距離を調整可能に、第１板部２１ａおよび第２板部２１ｂを締結している締結部材２２と、を有する。

【0030】

支持部材２０は、例えば、例えば、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート等の材料で構成されており、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネートで構成されていることが好ましい。このような材料は、Ｘ線の吸収が小さいため、アーチファクトの発生を抑制でき、さらに、ＣＴ値、実効原子番号および電子密度としてより信頼性の高いデータを得られる。第１板部２１ａ、第２板部２１ｂを構成する材料のＸ線の質量減弱収係数は、例えば、管電圧１２０ｋＶの連続Ｘ線の実効エネルギーを６０ｋｅＶとしたとき、１．６×１０^－１～２．６×１０^－１ｃｍ^２／ｇであり、１．７×１０^－１～２．４×１０^－１ｃｍ^２／ｇであることが好ましく、１．８×１０^－１～２．１×１０^－１ｃｍ^２／ｇであることがより好ましい。また、管電圧１２０ｋＶの連続Ｘ線の実効エネルギーを６０ｋｅＶとしたとき、第１板部２１ａ、第２板部２１ｂを構成する材料のＸ線の質量減弱収係数は、管電圧１２０ｋＶの連続Ｘ線の実効エネルギーを８０ｋｅＶとしたとき、１．４×１０^－１～２．５×１０^－１ｃｍ^２／ｇであり、１．５×１０^－１～２．２×１０^－１ｃｍ^２／ｇであることが好ましく、１．６×１０^－１～２．０×１０^－１ｃｍ^２／ｇであることがより好ましい。
尚、軟骨の質量減弱係数は、管電圧１２０ｋＶの連続Ｘ線の実効エネルギーを６０ｋｅＶにおいて、２．０４２×１０^－１ｃｍ^２／ｇであり、８０ｋｅＶにおいて、１．８２３×１０^－１ｃｍ^２／ｇである。また、支持部材２０は、これらの材料で形成されていることで、弾性体１０を所望の厚みに調整する強度が担保される。

【0031】

第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂは、例えば、弾性体１０の積層方向と直交する方向に広がる。第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂは、例えば、後述する締結部材２２が設けられる位置に貫通孔が設けられている。第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂは、例えば、ポリプロピレン等で形成されており、ポリプロピレンで形成されていることが好ましい。第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂの厚みは、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。Ｘ線検査において測定結果に影響が及ぶことを抑制する観点から、第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂの厚みは、小さい方が好ましく、上記範囲にすることで過剰な影響が及ぼされることを抑制できる。また、弾性体１０の厚みを変形できる強度を担保する観点から、厚みが大きいことが好ましく、上記範囲にすることで、弾性体１０を大きく圧縮させる場合であっても、強度の信頼性を高められる。

【0032】

締結部材２２は、例えば、第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂの広がる面に対して交差する方向に延在し、第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂの距離を調整可能に連結している部材を含む。締結部材２２は、例えば、ボルト２２ａおよびナット２２ｂで構成されている。ボルト２２ａは、例えば、ナイロン等の基材で構成されており、ナイロンで構成されていることが好ましい。締結部材２２は、例えば、図２に示されるように、面内における２箇所に設けられている。

【0033】

ナット２２ｂは、例えば、ポリカーボネート等の基材で構成されており、ポリカーボネートで構成されていることが好ましい。締結部材２２が上記のような材料で構成されていることで、Ｘ線吸収係数を小さくするとともに、弾性体１０を変形させるために十分な強度を確保できる。

【0034】

ボルト２２ａのねじ頂部は、ｚ方向において、第１板部２１ａの弾性体１０と反対側の面に位置している。ボルト２２ａの軸部は、例えば、第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂを貫通している。ボルト２２ａの軸部同士の面内方向における間隔は、例えば、弾性体１０の面内方向における幅と同じにすることができる。ナット２２ｂは、第２板部２１ｂに対し、弾性体１０と反対側の面に設けられており、ボルト２２ａのうち、第２板部２１ｂから延出した部分に螺合している。

【0035】

ファントム１００Ａは、ナットを締めることで、第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂの間の距離を調整することができ、弾性体１０の圧縮率が調整される。ここで、ファントム１００Ａにおける弾性体１０の圧縮率が、第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂ間の距離により調整された場合であっても、ＣＴ検査におけるＣＴ値及び実効原子番号に変化はない。一方、上記の通り、ファントム１００Ａにおける弾性体１０の圧縮率が調整されると、弾性体１０の密度が変化し、弾性体１０の電子密度が変化する。すなわち、本実施形態に係るファントム１００Ａに拠れば、所望のＣＴ値および実効原子番号を得るとともに、所望の電子密度に調整可能なファントムを提供することができる。ＣＴ値及び実効原子番号は、弾性体の基材を選択することで調整可能であって、所定の病変に対応した基材を選択し、Ｘ線照射源からのＸ線照射方向における弾性体の密度を調整することで電子密度を調整し、所定の病変に対応可能なファントムを提供することができる。

【0036】

（変形例）
本発明は、上記実施形態に係るファントム１００Ａに限定されず、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内で適宜変更することができる。例えば、図４，５に示されるようなファントム１００Ｂ，１００Ｃであってもよい。変形例に係るファントム１００Ｄにおいて、ファントム１００Ａと同様な構成は、同様な符号を付し、説明を省略する。

【0037】

ファントム１００Ｂ，１００Ｃは、弾性体１０に含まれる弾性層１の数及び圧縮率が異なる。ファントム１００Ｂに備えられる弾性体１０は、２つの弾性層１を備える。ファントム１００Ｂにおける弾性体１０の層数をファントム１００Ａと比べ２／３倍にし、弾性体１０の積層方向における高さを揃えることで、弾性体１０の圧縮率を２／３倍にし、弾性体１０の電子密度を２／３倍に調整できる。また、ファントム１００Ｃに備えられる弾性体１０は、ただ１つの弾性層１からなる。ファントム１００Ｃにおける弾性体１０の層数をファントム１００Ａと比べ、１／３倍にし、弾性体の高さを揃えることで、弾性体１０の圧縮率を１／３倍にし、弾性体１０の電子密度を１／３倍に調整できる。

【0038】

ここで、ファントム１００Ｂ，１００Ｃにおいて、ファントム１００Ａと比べ、弾性体１０を形成する弾性層１の圧縮率以外の構成に変化はないため、弾性体１０の層数を及び圧縮率を調整した場合であっても、弾性体１０のＣＴ値及び実効原子番号に変化はなく、所望のＣＴ値および実効原子番号を得るとともに、所望の電子密度に調整可能である。

【0039】

図６は、図１の他の変形例に係るファントム１００Ｄを模式的に示す斜視図である。ファントム１００Ｄは、弾性体１０Ｄにおける弾性層１Ｄの積層方向が、第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂの面直方向と交差する方向である点、及び、圧力を印加していない状況における弾性層１Ｄの厚みが、ファントム１００Ａと異なる。図６に示される通り、ファントム１００Ｄにおいて、弾性体１０Ｄは、積層方向と交差する方向に圧縮されていてもよい。このような場合であっても、弾性体１０ＤのＣＴ値及び実効原子番号は、弾性体１０Ｄを形成する弾性材料のものが引き継がれるため所望の値にすることができ、且つ弾性体の密度により電子密度を所望の値に調整できる。

【0040】

図１～６には、弾性体１０，１０Ｄを形成する弾性層１，１Ｄの形状が同じであるファントムを示したが、弾性体１０，１０Ｄを形成する弾性層１は、それぞれ異なる形状であってもよい。また、図１～６には、締結部材２２がボルト２２ａ及びナット２２ｂからなる例を示したが、弾性体１０，１０Ｄを圧縮した状態で第１板部２１ａ及び第２板部２１ｂを締結可能、すなわち、第１板部２１ａおよび第２板部２１ｂの距離を調節可能に締結可能な部材であれば、他の締結材料を用いてもよい。

【0041】

上記実施形態では、ＣＴ検査装置に用いられるファントムについて記載したが、本発明は、支持部材２０の材料種の選択により、Ｘ線検査装置に適用可能と考えられる。具体的には、支持部材２０の材料種の選択により、Ｘ線検査装置に使用可能であると考えられる。また、後述する図１０に示すように、支持部材を用いずに積み重ねて用い、見かけの実効密度変化を測定することに応用可能である。

【0042】

これらの材料は、レントゲン画像において、空気のＸ線吸収係数に近く、且つ、弾性体１０を圧縮して支持する強度を兼ね備える。Ｘ線検査装置のファントムでは、Ｘ線照射源からのＸ線照射方向に関する弾性体１０の厚みの変更により、弾性体１０の電子密度が調整される。そのため、Ｘ線検査装置用のファントムでは、例えば、弾性体１０が、Ｘ線照射源からのＸ線照射方向と積層方向が略同一である。

【0043】

本発明の一態様に係る検査方法は、上記態様に係るファントム１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを用いてＣＴ検査を行い、弾性体１０のＣＴ値、実効原子番号および電子密度を検査する（ＣＴ検査工程）。ＣＴ検査工程では、ファントム１００Ａは、ＣＴ画像に締結部材２２が写りこまないように、２つの締結部材２２の間の断面を撮影することが好ましい。このような断面を撮影することで、検査対象としての弾性体１０以外の部材による、ＣＴ値、実効原子番号および電子密度の測定結果への影響を抑制しやすい。

【0044】

本発明の一態様に係る検査方法は、さらに、ＣＴ検査の後に、ファントム１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを用いて、Ｘ線検査を行い、弾性体１０のＸ線検査における像の写り方を観察する（レントゲン検査工程）。

【0045】

レントゲン検査工程では、例えば、ＣＴ検査工程において使用したファントム１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄをそのまま使用することができる。レントゲン検査工程では、ファントム１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、弾性体１０の積層方向がＸ線照射源からのＸ線照射方向と同じになるように配列される。本実施形態によれば、上記ＣＴ検査工程において、弾性体１０のＣＴ値、実効原子番号及び電子密度といった、弾性体１０固有のパラメータを既に得ているため、上記パラメータに対応するレントゲン画像における病変の写り方を観察できる。人体に対し、本検査方法のようにＣＴ検査工程及びＣＴ検査工程に続くレントゲン検査工程をいずれも行うことはできないが、上記実施形態に係るファントム１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを用いることで、例えば、レントゲン検査工程において、所定の病変に対し所定のＸ線検査を行った場合のレントゲン画像への写り方を検査できる。すなわち、所定の病変をレントゲン画像で確認するために最低限必要なＸ線照射量を推定が可能であり、また、異なるＸ線検査方法法の診断能を客観的に評価できる可能性がある。胸部Ｘ線ＣＴ撮影と比べ、胸部Ｘ線撮影は、被ばくが少なく、装置サイズが小さく、検査スループットが高いといったメリットがある。ＧＧＯ等のシングルエナジー方式のＸ線検査では発見が困難な病変であっても、本態様のデュアルエナジーＸ線検査では、骨陰影の影響を抑制し、視認性を向上できる。

【実施例0046】

以下、本発明の実施例を説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。

【0047】

［実施例１］
実施例１として、図１に示すようなファントム１００Ａと同様な配列のファントムを製造し、ＣＴ検査により弾性体のＣＴ値、実効原子番号及び電子密度を検査した。以下、実施例１におけるファントムの製造方法を示す。

【0048】

＜ファントムの作製＞
先ず、弾性体として、弾性材料であるラテックス（TONY'S COLLECTION INC.製、製品名：天然ラテックススポンジ）を１つ用意した。弾性体としては、外部からの圧力を印加していない環境下での寸法が、幅：２ｃｍ、奥行き：２．５ｃｍ、厚み：２ｃｍのものを用いた。

【0049】

次いで、支持部材を構成する２つの板部及び２つの締結部材を用意した。板部としては、厚み２ｍｍであって、ポリプロピレンからなる板（商品番号：4549131311358、ＰＰシート（乳白色、両面光沢））を用いた。締結部材としては、ポリカーボネートからなるボルト（廣杉計器製、型番：PCBT-0840W）およびナット（廣杉計器製、型番：PCNT-08）を使用した。

【0050】

２つの板部のそれぞれには、面直方向から平面視して重なる位置に２つの貫通孔を形成した。板部に設けられた貫通孔の幅方向における間隔は、弾性体の幅に対応している。

【0051】

次いで、弾性体を２つの板部の間に配置し、締結部材を締めることで、板部の間隔が２ｃｍとなるように調節してファントムを用意した。実施例１では、２つの板部が弾性体と当接している。

【0052】

［実施例２］
ファントムに設置する弾性体の数を２つに変更した点を除き、実施例１と同様の方法でファントムを作製した。弾性体としては、外部からの圧力を印加していない環境下での寸法が同じものを用いた。弾性体は、板部の面直方向に沿って重ねて積層体とし、締結部材を締めたときの積層体の合計厚みが実施例１と同様（２ｃｍ）になるように調節してファントムを形成した。すなわち、実施例２では、弾性体の体積あたりの密度を実施例１の２倍にした。

【0053】

次いで、このファントムに対し、実施例１と同様の方法で、弾性体の奥行き方向と交差する方向におけるＣＴ検査像を撮影し、ファントムに設けられた弾性体のＣＴ値、実効原子番号および電子密度を検査した。

【0054】

［実施例３］
ファントムに設置する弾性体の数を３つに変更した点及びより多くの弾性体を圧縮するための強度を担保できるように、板部として厚みの大きいものに変更した点を除き、実施例１と同様の方法でファントムを作製した。弾性体は、実施例２と同様、板部の面直方向に沿って重ねて積層体とし、締結部材を締めることで、積層体の合計厚みが実施例１と同様（２ｃｍ）になるように調節した。すなわち、実施例３では、弾性体の体積あたりの密度を実施例１の３倍にした。板部の厚みは、２ｍｍのものを２枚重ねにして４ｍｍとした。

【0055】

＜ＣＴ検査＞
実施例１～実施例３のファントムをＣＴ検査装置（Canon社製、型番：Aquilion ONE SPECTRAL Edition TSX-306A）に設置し、ファントムに備えられる弾性体の奥行き方向と交差する方向の断面のＣＴ検査像を撮影するとともに、ファントムに含まれる弾性体に対応する位置を解析することでＣＴ値、実効原子番号および電子密度を解析した。ＣＴ検査像のデュアルエナジー撮影は、上記CT検査装置で行い、得られた画像データの解析は解析ソフトVitrea（Canon社製）で行った。図７～９に実施例１～３のファントムを用いてデュアルエナジー方式のＣＴ検査により撮影したＣＴ画像を示す。図７，８，９は、それぞれ、ファントムに設けられた弾性体のＣＴ値、実効原子番号、電子密度を示す図である。図７～９において、左から順に実施例１（ａ）、実施例２（ｂ）、実施例３（ｃ）のＣＴ検査像を示す。図７～９には、解析を行った領域が丸で示されている。
管電圧: 135 kVp、80 kVp（デュアルエナジーシステム）
管電流: 350 mA
スキャン方法: ヘリカルスキャン
撮影スライス厚: 0.5 mm
撮影列数: 80列
ビームピッチ: 1.4

【0056】

（ＣＴ値）
実施例１，２，３のファントムに設けられた弾性体のＣＴ値は、ハンスフィールド値で、それぞれ-826.60HU，-744.93HU，-606.04HUであり、実施例１～３において略同等であることが確認された。

【0057】

（実効原子番号）
実施例１，２，３のファントムに設けられた弾性体の平均実効原子番号は、それぞれ8.46，8.22，7.52であった。実施例１～３のファントムでは、弾性体の数及び密度を変更しており、異なる材質のものを用いていないことから、実効原子番号に変化がないことが確認された。また、文献「X 線減弱係数の仕分けと医用画像 岩本新一郎」に開示された、病変GGOの実効原子番号は、約７．６０であり、該病変を模擬することを意図した実施例１～３では、所望の実効原子番号に調整できていることが確認された。尚、実施例３では、実施例１，２と比較し、やや小さな実効原子番号となっているが、これは板部の厚みを変更した影響があり、例えば、連続エネルギーX線の実効エネルギーが変化、すなわち透過力が変化していると推測される。

【0058】

（電子密度）
実施例１，２，３のファントムに設けられた弾性体の電子密度は、それぞれ0.42×10²³［cm^-3］，0.81×10²³［cm^-3］，1.30×10²³［cm^-3］であった。実施例２，３では、それぞれ実施例１に対し、弾性体の密度を２倍、３倍に変更することにより、電子密度が２倍、３倍に調整されていることが確認された。実施例１～３を対比することで、デュアルエナジー方式のＣＴ検査をした際に、所望のＣＴ値及び実効原子番号を得るとともに、所望の電子密度に調整可能なファントムを提供することが確認された。

【0059】

［参考例１～３］
参考例１～３では、それぞれ実施例１～３で用いた弾性体を外部からの圧力を印加せずにファントムとして用いた。参考例１～３では、人体の胸部を模擬する胸部ファントムＮ－１ラングマン（株式会社京都科学製）の背面に、実施例１～３で用いた弾性体を配列し、デュアルエナジー方式のX線検査によりレントゲン画像を撮影した。図１０に参考例のファントムをX線装置に適用するときの配置の例を示す図である。ファントムは、画像形成面がX線照射源から照射されるX線に対して直交するように角度調整用の土台３０上に配列した。角度調整用の土台３０は、空気の含有率が高く、X線吸収係数の小さな発泡スチロールで形成されたものを用いた。角度調整用の土台３０は、ファントムを配列する位置毎に角度を適宜調節した。

【0060】

参考例１では、実施例１で用いたただ１つの弾性体を外部からの圧力を印加せずに用いた。すなわち、参考例１において、弾性体の厚みは２ｃｍであった。参考例１では、Ｘ線照射源からのＸ線照射方向において、鎖骨及び肋骨と重なる位置にファントムを配列した。

【0061】

［参考例２］
参考例２では、実施例２で用いた２つの弾性体をＸ線照射源からのＸ線照射方向に重なるように配列し、外部からの圧力を印加せずに用いた。すなわち、参考例２において、弾性体の合計厚みを４ｃｍとした。参考例２のファントムは、参考例１と同様、Ｘ線照射源からＸ線照射方向において、鎖骨及び肋骨と重なる位置にファントムを配列した。

【0062】

［参考例３］
参考例３では、実施例３で用いた３つの弾性体をＸ線照射源からのＸ線照射方向に重なるように配列し、外部からの圧力を印加せずに用いた。すなわち、参考例３において、弾性体の合計厚みを６ｃｍとした。参考例３のファントムは、参考例１と同様、Ｘ線照射源からＸ線照射方向において、鎖骨及び肋骨と重なる位置にファントムを配列した。

【0063】

［比較例１～３］
比較例１，２，３として、それぞれ、シングルエナジー方式のX線検査を行ったことを除き、参考例１，２，３と同様の方法でレントゲン画像を撮影した。

【0064】

図１１は、参考例のファントムを用いて撮影したレントゲン画像である。参考例１～３及び比較例１～３では、何れも図１１のレントゲン画像における位置「３」にファントムを配列した実験データである。

【0065】

図１２（ａ）は、参考例１においてファントムを用いてデュアルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像を示し、図１２（ｂ）は、比較例１においてファントムを用いてシングルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像を示す。
同様に、図１３（ａ）、図１４（ａ）は、それぞれ、参考例２、参考例３においてファントムを用いてデュアルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像を示し、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）は、それぞれ参考例２、参考例３においてファントムを用いてシングルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像を示す。

【0066】

図１２～１４のそれぞれにおいて、デュアルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像及びシングルエナジー方式のＸ線検査により撮影したレントゲン画像を比較すると、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）及び図１４（ｂ）のシングルエナジー方式のＸ線検査によるレントゲン画像では、鎖骨及び肋骨の骨陰影があることで、レントゲン画像中の陰影が骨陰影であるかファントムの陰影であるかの判別がつきづらく、病変を模擬するファントムの陰影の視認性が低かった。一方、図１２（ａ）、図１３（ａ）及び図１４（ａ）のデュアルエナジー方式のＸ線検査によるレントゲン画像では、骨陰影が除去されることで、原理的に読み取ることが難しい体厚方向の情報であっても、ファントムの陰影の視認性が高かった。

【産業上の利用可能性】

【0067】

デュアルエナジー方式の検査方法の発展、及びＸ線照射量の少ないＸ線検査方法の実現に有用である。

【符号の説明】

【0068】

１：弾性層、１０，１０Ｄ：弾性体、２０：支持部材、２１ａ：第１板部、２１ｂ：第２板部、２２：締結部材、２２ａ：ボルト、２２ｂ：ナット、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ：ファントム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】