特許 7321715 トモシンセシス用ファントム及び測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-28

(45)【発行日】2023-08-07

(54)【発明の名称】トモシンセシス用ファントム及び測定方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20230731BHJP

   A61B 6/02 20060101ALI20230731BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 390A

A61B6/02 301H

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019015581

(22)【出願日】2019-01-31

(65)【公開番号】P2020121010

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2021-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 由昌

(72)【発明者】

【氏名】岩井 春樹

【審査官】下村 一石

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２７２５３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０２３０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０２１６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６４９３５７４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００５－２５３５７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００－６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ファントム本体と、
当該ファントム本体内部の異なる高さごとに複数配置され、且つ、当該高さに応じて水平方向に一様にシフトされる複数の試料と
を備え、
前記複数の試料は、前記高さが高くなるほど、前記水平方向において、トモシンセシス撮影が実行される際のトモシンセシス軌道を含み且つ前記水平方向に直交する面から遠ざかるように配置される、トモシンセシス用ファントム。

【請求項2】

前記トモシンセシス用ファントムを支持台に載置する際に当該支持台に引っかかることで、前記支持台に対する前記トモシンセシス用ファントムの位置を決定するフックを更に備える、請求項１に記載のトモシンセシス用ファントム。

【請求項3】

ファントム本体内部に試料が配置されたトモシンセシス用ファントムをトモシンセシス撮影することで複数のＸ線画像データを収集し、
前記複数のＸ線画像データから前記試料を検出し、
前記トモシンセシス用ファントムに対して定義された前記試料の位置と、前記複数のＸ線画像データにおいて検出された前記試料の位置とに基づいて、前記複数のＸ線画像データの収集に用いられた撮影系の位置ずれを算出する
ことを含み、
前記トモシンセシス用ファントムは、ファントム本体と、当該ファントム本体内部の異なる高さごとに複数配置され、且つ、当該高さに応じて水平方向に一様にシフトされる複数の試料とを備え、前記複数の試料は、前記高さが高くなるほど、前記水平方向において、トモシンセシス撮影が実行される際のトモシンセシス軌道を含み且つ前記水平方向に直交する面から遠ざかるように配置される、測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、トモシンセシス用ファントム及び測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被検体における病変の有無や状態を検査するため、トモシンセシス撮影が使用されている。トモシンセシス撮影を実行する際、Ｘ線診断装置は、まず、被検体に対するＸ線の照射角度を変化させつつ、複数のＸ線画像データ（投影データ）を収集する。次に、Ｘ線診断装置は、収集した複数の投影データに基づく再構成処理によって複数の断層画像（スライス）を生成する。そして、医師等のユーザは、これら複数のスライスを観察して、被検体における病変の有無や状態を判断することができる。

【0003】

トモシンセシス撮影を用いた検査の精度を保つため、トモシンセシス装置の精度管理を行なうことが考えられる。例えば、病変を模した試料を埋め込んだファントムについてトモシンセシス撮影を実行し、収集されたスライスにおける画素値のプロファイルに応じて、トモシンセシス装置の精度管理を行なうことができる。ここで、トモシンセシス装置の精度管理は、各Ｘ線診断装置について定期的に行なう必要があるものであり、作業量は少ないことが好ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－４２９２９号公報

【文献】特開２０１７－７７２７１号公報

【文献】特公昭６２－１５２１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、トモシンセシス用ファントムを用いた検査を容易にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態のトモシンセシス用ファントムは、ファントム本体と、複数の試料とを備える。複数の試料は、ファントム本体内部の異なる高さに配置され、且つ、当該高さごとに水平方向の位置が異なる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2A】図２Ａは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムを示す図である。

【図2B】図２Ｂは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムを示す図である。

【図3A】図３Ａは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムの使用例を示す図である。

【図3B】図３Ｂは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムの使用例を示す図である。

【図3C】図３Ｃは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムの使用例を示す図である。

【図4A】図４Ａは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムを示す図である。

【図4B】図４Ｂは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムを示す図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムの使用例を示す図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムを示す図である。

【図7A】図７Ａは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムを示す図である。

【図7B】図７Ｂは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムの使用例を示す図である。

【図8】図８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図9】図９は、第２の実施形態に係るトモシンセシス用ファントムを示す図である。

【図10A】図１０Ａは、第３の実施形態に係る位置ずれ測定の例を示す図である。

【図10B】図１０Ｂは、第３の実施形態に係る位置ずれ測定の例を示す図である。

【図11】図１１は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、実施形態に係るトモシンセシス用ファントム及び測定方法を説明する。

【0009】

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、図１のＸ線診断装置１において使用されるトモシンセシス用ファントムについて説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すＸ線診断装置１は、被検体の乳房Ｐ１に対するトモシンセシス撮影を実行可能なマンモグラフィ装置である。例えば、Ｘ線診断装置１は、乳房Ｐ１に対するトモシンセシス撮影を実行することで複数のスライスを収集し、収集した複数のスライスを医師等のユーザに提示する。

【0010】

まず、Ｘ線診断装置１の構成について説明する。例えば、Ｘ線診断装置１は、図１に示すように、基台１０１と、スタンド１０２とを有する。スタンド１０２は、基台１０１上に立設され、撮影台１０３と、圧迫板１０４と、Ｘ線管１０５と、Ｘ線絞り器１０６と、Ｘ線検出器１０７と、信号処理回路１０８とを支持する。ここで、スタンド１０２は、撮影台１０３と、圧迫板１０４と、Ｘ線検出器１０７及び信号処理回路１０８とを、上下方向へ移動可能に支持する。

【0011】

撮影台１０３は、被検体の乳房Ｐ１を支持する台であり、乳房Ｐ１が載せられる支持面を有する。なお、撮影台１０３は、支持台の一例である。圧迫板１０４は、撮影台１０３の上方に配置され、撮影台１０３に対して平行に対向するように設けられる。ここで、圧迫板１０４は、撮影台１０３に接離する方向へ移動可能に設けられる。例えば、圧迫板１０４は、撮影台１０３に接近する方向に移動することで、撮影台１０３上に支持されている乳房Ｐ１を圧迫する。圧迫板１０４によって圧迫された乳房Ｐ１は薄く押し広げられ、乳腺の重なりが減少する。

【0012】

Ｘ線管１０５は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１０５は、Ｘ線高電圧装置１１１から供給される高電圧を用いて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することにより、Ｘ線を発生する。ここで、Ｘ線管１０５は、乳房Ｐ１へのＸ線の照射角度を変化させるよう移動可能に構成される。例えば、トモシンセシス撮影を実行する際、Ｘ線管１０５は、図１に示すＸ方向に沿って移動しながら、乳房Ｐ１に対してＸ線を照射する。

【0013】

Ｘ線絞り器１０６は、Ｘ線管１０５と圧迫板１０４との間に配置され、Ｘ線管１０５が発生させたＸ線を制御する。例えば、Ｘ線絞り器１０６は、Ｘ線の照射範囲を絞り込むコリメータと、Ｘ線を調節するフィルタとを有する。

【0014】

Ｘ線絞り器１０６におけるコリメータは、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根を有し、これら絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１０５が発生させたＸ線を絞り込んで乳房Ｐ１に照射させる。ここで、絞り羽根は、鉛などで構成された板状部材であり、Ｘ線の照射範囲を調整するためにＸ線管１０５のＸ線照射口付近に設けられる。

【0015】

Ｘ線絞り器１０６におけるフィルタは、被検体に対する被曝線量の低減とＸ線画像データの画質向上を目的として、その材質や厚みによって透過するＸ線の線質を変化させ、被検体に吸収されやすい軟線成分を低減したり、画像のコントラスト低下を招く高エネルギー成分を低減したりする。また、フィルタは、その材質や厚み、位置などによってＸ線の線量及び照射範囲を変化させ、乳房Ｐ１へ照射されるＸ線が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰させる。

【0016】

例えば、Ｘ線絞り器１０６は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路１１４による制御の下、駆動機構を動作させることによりＸ線の照射を制御する。例えば、Ｘ線絞り器１０６は、処理回路１１４から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、コリメータの絞り羽根の開度を調整して、乳房Ｐ１に対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、例えば、Ｘ線絞り器１０６は、処理回路１１４から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、フィルタの位置を調整することで、乳房Ｐ１に対して照射されるＸ線の線量の分布を制御する。

【0017】

Ｘ線検出器１０７は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するＸ線平面検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）である。Ｘ線検出器１０７は、Ｘ線管１０５から照射されて乳房Ｐ１を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した検出信号を信号処理回路１０８へと出力する。なお、Ｘ線検出器１０７は、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器であってもよいし、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

【0018】

例えば、Ｘ線検出器１０７は、Ｘ線管１０５から照射されたＸ線パルスを検出し、検出したＸ線量に対応した検出信号を生成する。ここで、Ｘ線検出器１０７は、生成した検出信号を保持する。また、Ｘ線検出器１０７は、Ｘ線パルスの照射後に検出信号を信号処理回路１０８に対して出力する。そして、信号処理回路１０８は、Ｘ線検出器１０７から出力された検出信号に基づいてＸ線画像データを生成し、記憶回路１１２に格納する。なお、信号処理回路１０８が検出信号に基づいて生成したＸ線画像データについては、投影データとも記載する。

【0019】

また、図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、入力インターフェース１０９と、昇降駆動装置１１０と、Ｘ線高電圧装置１１１と、記憶回路１１２と、ディスプレイ１１３と、処理回路１１４とを有する。

【0020】

入力インターフェース１０９は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１１４に出力する。例えば、入力インターフェース１０９は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース１０９は、処理回路１１４と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース１０９は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、Ｘ線診断装置１本体とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路１１４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース１０９の例に含まれる。

【0021】

昇降駆動装置１１０は、撮影台１０３及び圧迫板１０４に接続される。例えば、昇降駆動装置１１０は、撮影台１０３を上下方向へ昇降させる。また、例えば、昇降駆動装置１１０は、圧迫板１０４を上下方向（撮影台１０３に対して接離する方向）へ昇降させる。例えば、昇降駆動装置１１０は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、処理回路１１４による制御の下、駆動機構を動作させることにより、撮影台１０３及び圧迫板１０４の昇降を制御する。

【0022】

Ｘ線高電圧装置１１１は、処理回路１１４による制御の下、Ｘ線管１０５に高電圧を供給する。例えば、Ｘ線高電圧装置１１１は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１０５に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１０５が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。なお、高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。

【0023】

記憶回路１１２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、記憶回路１１２は、信号処理回路１０８が生成した投影データや、処理回路１１４が再構成したスライスを記憶する。また、例えば、記憶回路１１２は、Ｘ線診断装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、記憶回路１１２は、Ｘ線診断装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。

【0024】

ディスプレイ１１３は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ１１３は、入力インターフェース１０９を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。また、ディスプレイ１１３は、乳房Ｐ１について収集された各種の画像データを表示する。例えば、ディスプレイ１１３は、トモシンセシス撮影により収集された複数のスライスを順次表示させる。例えば、ディスプレイ１１３は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。ディスプレイ１１３は、デスクトップ型でもよいし、Ｘ線診断装置１本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

【0025】

処理回路１１４は、制御機能１１４ａ及び表示制御機能１１４ｂを実行することで、Ｘ線診断装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路１１４は、制御機能１１４ａに対応するプログラムを記憶回路１１２から読み出して実行することにより、入力インターフェース１０９を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路１１４の各種機能を制御する。

【0026】

また、制御機能１１４ａは、撮影台１０３、圧迫板１０４、Ｘ線管１０５、Ｘ線絞り器１０６、Ｘ線検出器１０７、信号処理回路１０８、昇降駆動装置１１０及びＸ線高電圧装置１１１の動作を制御して、トモシンセシス撮影を実行する。以下では、トモシンセシス撮影時におけるＸ線管１０５の軌道をトモシンセシス軌道とも記載する。また、以下では、Ｘ線診断装置１の構成のうちトモシンセシス撮影に用いられる構成を、撮影系とも記載する。Ｘ線診断装置１の撮影系には、例えば、撮影台１０３、圧迫板１０４、Ｘ線管１０５、Ｘ線絞り器１０６、Ｘ線検出器１０７、信号処理回路１０８、昇降駆動装置１１０及びＸ線高電圧装置１１１が含まれる。

【0027】

具体的には、まず、制御機能１１４ａは、昇降駆動装置１１０を制御することで、撮影台１０３及び圧迫板１０４を昇降させ、撮影台１０３と圧迫板１０４との間に被検体の乳房Ｐ１を配置する。また、制御機能１１４ａは、Ｘ線管１０５を移動させて、トモシンセシス軌道における初期位置に配置する。次に、制御機能１１４ａは、トモシンセシス軌道に沿ってＸ線管１０５を移動させつつ、Ｘ線高電圧装置１１１を制御することでＸ線管１０５に対して高電圧を供給させ、Ｘ線管１０５からＸ線を発生させる。また、制御機能１１４ａは、Ｘ線絞り器１０６を制御することで、乳房Ｐ１に対して照射されるＸ線の照射範囲や線量の分布を制御する。また、制御機能１１４ａは、信号処理回路１０８を制御することで、Ｘ線検出器１０７から出力された検出信号に基づく複数の投影データを生成させる。

【0028】

なお、図１においては、高さ方向（鉛直方向）をＺ方向とする。また、図１においては、Ｚ方向に直交し、且つ、トモシンセシス軌道に沿った方向をＸ方向とする。即ち、制御機能１１４ａは、Ｘ線管１０５をＸ方向に沿って移動させながら、Ｘ線を発生させる。また、図１においては、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。図１に示す場合、＋Ｙ方向は、トモシンセシス撮影時において撮影台１０３及び圧迫板１０４に対して被検体が位置する方向に対応する。即ち、被検体は、＋Ｙ方向側から、撮影台１０３及び圧迫板１０４との間に乳房Ｐ１を差し込む。これにより、トモシンセシス撮影時においてＸ線管１０５をＸ方向に沿って移動させても、被検体とＸ線管１０５との接触（干渉）は生じないこととなる。また、図１に示すＸＹ平面は、水平面に対応する。以下、水平面に対して平行な方向（即ち、高さ方向に対して垂直な方向）については、水平方向とも記載する。例えば、Ｘ方向及びＹ方向は、水平方向の一例である。

【0029】

次に、制御機能１１４ａは、トモシンセシス撮影により収集した投影データに対して、対数変換処理やオフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なって、補正済みの投影データを生成する。そして、制御機能１１４ａは、補正済みの投影データに基づいて、複数のスライスを再構成する。例えば、制御機能１１４ａは、補正済みの投影データに対してＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理を実行することによって、ＸＹ平面に対して平行な複数のスライスを再構成する。

【0030】

なお、制御機能１１４ａは、ＭＬＯ（Mediolateral-Oblique：内外斜位）画像やＣＣ（Cranio-Caudal：頭尾）画像等のマンモグラフィ画像を収集することもできる。具体的には、制御機能１１４ａは、撮影台１０３及び圧迫板１０４の位置をＭＬＯ方向やＣＣ方向で固定し、乳房Ｐ１に対するＸ線照射角度を一定に保った状態でＸ線を照射することにより、ＭＬＯ画像やＣＣ画像等のマンモグラフィ画像を収集する。また、処理回路１１４は、表示制御機能１１４ｂに対応するプログラムを記憶回路１１２から読み出して実行することにより、制御機能１１４ａにより収集された各種の画像データをディスプレイ１１３に表示する。

【0031】

図１に示すＸ線診断装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１１２へ記憶されている。信号処理回路１０８及び処理回路１１４は、記憶回路１１２からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の信号処理回路１０８及び処理回路１１４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

【0032】

なお、図１においては単一の処理回路１１４にて、制御機能１１４ａ及び表示制御機能１１４ｂが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１１４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路１１４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

【0033】

次に、Ｘ線診断装置１において使用されるトモシンセシス用ファントムの例として、図２Ａ及び図２Ｂに示すトモシンセシス用ファントム２について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム２を示す図である。図２Ａに示すように、トモシンセシス用ファントム２は、複数のファントム（ファントム２１、ファントム２２、ファントム２３、ファントム２４、ファントム２５、ファントム２６及びファントム２７）から構成される。これら複数のファントムは、ユーザが任意に並べ替えて重ねることができる。

【0034】

また、図２Ｂに示すように、ファントム２１は、ファントム本体２１１と、ファントム本体２１１の内部に配置された試料２１２とを備える。ファントム本体２１１は、人体の性状を模して作製される。例えば、ファントム本体２１１は、被検体の乳房Ｐ１と同程度の放射線吸収率を有する素材により作製される。一例を挙げると、ファントム本体２１１は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ)である。また、試料２１２は、病変を模して作製される。例えば、試料２１２は、被検体の乳房Ｐ１内に生じる病変（石灰化等）を模して作製される。一例を挙げると、試料２１２は、アルミニウム製のボールである。

【0035】

トモシンセシス用ファントム２においては、ファントム２１のみ試料２１２を備える。
即ち、ファントム２２、ファントム２３、ファントム２４、ファントム２５、ファントム２６及びファントム２７は、試料２１２を備えない。ファントム２２、ファントム２３、ファントム２４、ファントム２５、ファントム２６及びファントム２７は、例えば、ファントム２１におけるファントム本体２１１と同じ素材（例えば、ＰＭＭＡ）により、その全体が作製される。

【0036】

次に、トモシンセシス用ファントム２を用いたトモシンセシス装置の精度管理について、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを用いて説明する。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム２の使用例を示す図である。

【0037】

まず、ユーザは、図３Ａに示すように、撮影台１０３と圧迫板１０４との間にトモシンセシス用ファントム２を配置する。具体的には、ユーザは、上からファントム２２、ファントム２１、ファントム２３、ファントム２４、ファントム２５、ファントム２６、ファントム２７の順となるように、ファントムを重ねる。この場合、試料２１２は、ファントム２２とファントム２３との間に位置することとなる。

【0038】

次に、制御機能１１４ａは、Ｘ線診断装置１の撮影系を制御し、図３Ａに示す状態においてトモシンセシス撮影を実行する。具体的には、制御機能１１４ａは、Ｘ方向に沿ったトモシンセシス軌道においてＸ線管１０５を移動させながら、Ｘ線管１０５からトモシンセシス用ファントム２に対してＸ線を照射させる。なお、図３Ａにおいては、Ｘ線の照射範囲を点線で示す。図３Ａに示す場合、Ｘ線管１０５から照射されるＸ線は、扇状に広がるファンビームである。また、以下では、図３Ａの矢印に示すように、Ｘ線の照射範囲の中心線に沿った方向をＸ線の照射方向として説明する。

【0039】

図３Ａに示すように、Ｘ線の照射方向はＺ軸に対して傾いている。具体的には、Ｘ線の照射方向は、Ｚ軸に対してＹ方向に傾いている。これは、被検体の乳房Ｐ１についてトモシンセシス撮影を実行する際、撮影台１０３及び圧迫板１０４の＋Ｙ方向側には被検体が位置していることを考慮したものである。即ち、Ｘ線の照射方向を－Ｙ方向に傾けることによって、乳房Ｐ１を除いて被検体にはＸ線が照射されなくなり、被検体の被ばく量を低減することができる。

【0040】

トモシンセシス装置の精度管理を行なう際に被ばく量を考慮する必要はないものの、精度管理の信頼度を高めるためには、被検体に対する撮影時と撮影条件を揃えることが好ましい。また、精度管理を行なう際、臨床で撮影される条件と同程度の条件で撮影することを望まれていることがある。そこで、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム２についてトモシンセシス撮影を実行する際も臨床と同様の条件で撮影を行なう。

【0041】

次に、制御機能１１４ａは、トモシンセシス撮影により収集した投影データに対して、対数変換処理やオフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なって、補正済みの投影データを生成する。次に、制御機能１１４ａは、補正済みの投影データに基づいて、ＸＹ平面に平行なスライスを再構成する。例えば、制御機能１１４ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、図３Ａのファントム２１の高さに対応するスライスを再構成する。次に、制御機能１１４ａは、再構成したスライスから試料２１２に対して測定を行なう。

【0042】

次に、ユーザは、図３Ｂに示すように、トモシンセシス用ファントム２における複数のファントムの配置を変更する。具体的には、ユーザは、上からファントム２２、ファントム２３、ファントム２４、ファントム２１、ファントム２５、ファントム２６、ファントム２７の順となるように、ファントムを並べ替える。この場合、試料２１２は、ファントム２４とファントム２５との間に位置することとなる。即ち、図３Ａに示す状態に対して、試料２１２の高さは低くなる。

【0043】

次に、制御機能１１４ａは、Ｘ線診断装置１の撮影系を制御し、図３Ｂに示す状態においてトモシンセシス撮影を実行する。例えば、制御機能１１４ａは、Ｘ方向に沿ったトモシンセシス軌道においてＸ線管１０５を移動させながら、Ｘ線管１０５からトモシンセシス用ファントム２に対してＸ線を照射させる。

【0044】

次に、制御機能１１４ａは、トモシンセシス撮影により収集した投影データに対して補正処理を行ない、補正済みの投影データを生成する。次に、制御機能１１４ａは、補正済みの投影データに基づいて、ＸＹ平面に平行なスライスを再構成する。例えば、制御機能１１４ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、図３Ｂのファントム２１の高さに対応するスライスを再構成する。次に、制御機能１１４ａは、再構成したスライスから試料２１２に対して測定を行なう。

【0045】

次に、ユーザは、図３Ｃに示すように、トモシンセシス用ファントム２における複数のファントムの配置を変更する。具体的には、ユーザは、上からファントム２２、ファントム２３、ファントム２４、ファントム２５、ファントム２６、ファントム２１、ファントム２７の順となるように、ファントムを並べ替える。この場合、試料２１２は、ファントム２６とファントム２７との間に位置することとなる。即ち、図３Ｂに示す状態に対して、試料２１２の高さは更に低くなる。

【0046】

次に、制御機能１１４ａは、Ｘ線診断装置１の撮影系を制御し、図３Ｃに示す状態においてトモシンセシス撮影を実行する。例えば、制御機能１１４ａは、Ｘ方向に沿ったトモシンセシス軌道においてＸ線管１０５を移動させながら、Ｘ線管１０５からトモシンセシス用ファントム２に対してＸ線を照射させる。

【0047】

次に、制御機能１１４ａは、トモシンセシス撮影により収集した投影データに対して補正処理を行ない、補正済みの投影データを生成する。次に、制御機能１１４ａは、補正済みの投影データに基づいて、ＸＹ平面に平行なスライスを再構成する。例えば、制御機能１１４ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、図３Ｃのファントム２１の高さに対応するスライスを再構成する。次に、制御機能１１４ａは、再構成したスライスから試料２１２に対して測定を行なう。

【0048】

上述したように、制御機能１１４ａは、試料２１２の高さを変更しながら、トモシンセシス用ファントム２についてトモシンセシス撮影を繰り返し実行し、収集したスライスにおいて試料２１２に対して測定を行なう。そして、制御機能１１４ａは、試料２１２のＸ，Ｙ座標に対してスライス方向にプロファイルを作成し、そのプロファイルに応じてＸ線診断装置１の精度管理を行なう。例えば、制御機能１１４ａは、作成したプロファイルから半値半幅（Ｈａｌｆ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｗａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ：ＨＷＨＭ）を測定して評価し、Ｘ線診断装置１の精度管理を行なう。即ち、制御機能１１４ａは、高さごとに生じる検出精度のばらつきを評価して、Ｘ線診断装置１の精度管理を行なう。

【0049】

しかしながら、トモシンセシス用ファントム２を用いてトモシンセシス装置の精度管理を行なう場合、トモシンセシス撮影を繰り返し実行する必要があり、時間を要する。また、トモシンセシス撮影を行なうごとにユーザがファントムの並べ替えをする必要があり、ユーザの作業量も多い。このため、トモシンセシス用ファントム２を用いてトモシンセシス装置の精度管理を実行することは容易でない。

【0050】

次に、図４Ａに示すトモシンセシス用ファントム３１について説明する。図４Ａは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム３１を示す図である。図４Ａに示すように、トモシンセシス用ファントム３１は、ファントム本体３１１を備える。ファントム本体３１１は、人体の性状を模して作製される。例えば、ファントム本体３１１は、被検体の乳房Ｐ１と同程度の放射線吸収率を有する素材（例えば、ＰＭＭＡ）により作製される。また、トモシンセシス用ファントム３１は、ファントム本体３１１の内部に配置された複数の試料（試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃ）を備える。これら複数の試料は、病変を模して作製される。例えば、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、アルミニウム製のボールである。

【0051】

なお、図４Ａに示すＸ’方向、Ｙ’方向及びＺ’方向は、使用時におけるトモシンセシス用ファントム３１の向きを示す。即ち、トモシンセシス用ファントム３１は、使用時において、Ｘ’方向が図１等に示したＸ方向に一致し、Ｙ’方向がＹ方向に一致し、Ｚ’方向がＺ方向に一致するように配置される。換言すると、Ｚ’方向は、高さ方向（鉛直方向）である。また、Ｘ’方向及びＹ’方向を含む平面は、水平面に対応する。例えば、Ｘ’方向及びＹ’方向は、水平方向の一例である。

【0052】

また、図４Ａの右図に示す断面Ｃ１１、断面Ｃ１２及び断面Ｃ１３は、それぞれ、トモシンセシス用ファントム３１における断面を示す。断面Ｃ１１、断面Ｃ１２及び断面Ｃ１３は、いずれも水平面に平行であり、且つ、高さが異なる断面を示す。具体的には、断面Ｃ１１が最も高い位置の断面であり、断面Ｃ１３が最も低い位置の断面である。図４Ａに示すように、試料３１２ａは断面Ｃ１１上に位置する。また、試料３１２ｂは断面Ｃ１２上に位置する。また、試料３１２ｃは断面Ｃ１３上に位置する。即ち、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、ファントム本体３１１の内部の異なる高さに配置されている。

【0053】

更に、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、高さごとに水平方向の位置が異なるように配置されている。例えば、試料３１２ｂは、図４Ａに示すように、試料３１２ａより＋Ｙ’方向側に配置されている。また、試料３１２ｃは、試料３１２ｂより＋Ｙ’方向側に配置されている。即ち、図４Ａに示す試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、Ｙ’方向の位置が異なるように配置されている。なお、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、Ｙ’方向の位置に加えて、Ｘ’方向の位置が異なるように配置されてもよい。

【0054】

図４Ａに示したトモシンセシス用ファントム３１は、Ｘ’方向がＸ方向に一致し、Ｙ’方向がＹ方向に一致し、Ｚ’方向がＺ方向に一致するように配置される。具体的には、トモシンセシス用ファントム３１は、図４Ｂに示すように、撮影台１０３と圧迫板１０４との間に配置される。ここで、トモシンセシス用ファントム３１における試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの配置について、面Ａ１及び面Ａ２を用いて説明する。なお、図４Ｂは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム３１を示す図である。

【0055】

図４Ｂの面Ａ１は、トモシンセシス軌道を含み、且つ、水平方向に直交する面である。即ち、トモシンセシス軌道はＸ方向に沿って移動するＸ線管１０５の軌道であるから、図４Ｂに示す場合、トモシンセシス軌道を含む面とは、Ｘ線管１０５を含み且つＸ方向に対して平行な面である。また、水平方向とはＸＹ平面上の方向であるから、図４Ｂに示す場合、水平方向に直交する面とは、ＸＹ平面に直交する面である。以上より、トモシンセシス軌道を含み且つ水平方向に直交する面Ａ１は、図４Ｂに示すように一意に定まる。

【0056】

図４Ｂに示すように、面Ａ１からの距離は、試料３１２ａ、試料３１２ｂ、試料３１２ｃの順に大きくなっている。なお、図４Ｂに示す場合、面Ａ１はＸＺ平面に平行な面であるから、面Ａ１からの距離とは、Ｙ方向の距離である。即ち、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、配置される高さが高くなるほど、Ｙ方向において、面Ａ１から遠ざかるように配置されている。

【0057】

また、図４Ｂの面Ａ２は、Ｘ線診断装置１によって被検体に対するトモシンセシス撮影が実行される際の被検体のコロナル面に対応する面である。即ち、トモシンセシス撮影を実行する際、被検体は、撮影台１０３及び圧迫板１０４の＋Ｙ方向側に位置するとともに、－Ｙ方向を向くこととなる。このため、トモシンセシス撮影が実行される際の被検体のコロナル面は、撮影台１０３及び圧迫板１０４に対して＋Ｙ方向側に位置するとともに、Ｙ方向に対して垂直な面となる。以上より、トモシンセシス撮影が実行される際の被検体のコロナル面に対応する面Ａ２は、図４Ｂに示すように一意に定まる。

【0058】

図４Ｂに示すように、面Ａ２からの距離は、試料３１２ａ、試料３１２ｂ、試料３１２ｃの順に大きくなっている。なお、図４Ｂに示す場合、面Ａ２はＸＺ平面に平行な面であるから、面Ａ２からの距離とは、Ｙ方向の距離である。即ち、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、配置される高さが高くなるほど、Ｙ方向において、面Ａ２から遠ざかるように配置されている。

【0059】

次に、トモシンセシス用ファントム３１を用いたトモシンセシス装置の精度管理について、図５を用いて説明する。図５は、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム３１の使用例を示す図である。まず、ユーザは、図５に示すように、撮影台１０３と圧迫板１０４との間にトモシンセシス用ファントム３１を配置する。

【0060】

次に、制御機能１１４ａは、Ｘ線診断装置１の撮影系を制御し、図５に示す状態においてトモシンセシス撮影を実行する。具体的には、制御機能１１４ａは、Ｘ方向に沿ったトモシンセシス軌道においてＸ線管１０５を移動させながら、Ｘ線管１０５からトモシンセシス用ファントム３１に対してＸ線を照射させる。なお、制御機能１１４ａは、図５に示すように、Ｘ線の照射方向をＺ軸に対して傾けた状態において、トモシンセシス撮影を実行する。

【0061】

次に、制御機能１１４ａは、トモシンセシス撮影により収集した投影データに対して、対数変換処理やオフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なって、補正済みの投影データを生成する。次に、制御機能１１４ａは、補正済みの投影データに基づいて、ＸＹ平面に平行なスライスを再構成する。例えば、制御機能１１４ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、試料３１２ａの高さに対応するスライスＢ１１、試料３１２ｂの高さに対応するスライスＢ１２、及び、試料３１２ｃの高さに対応するスライスＢ１３をそれぞれ再構成する。

【0062】

次に、制御機能１１４ａは、再構成した複数のスライスから試料を検出する。例えば、制御機能１１４ａは、スライスＢ１１から試料３１２ａを検出し、スライスＢ１２から試料３１２ｂを検出し、スライスＢ１３から試料３１２ｃを検出する。また、制御機能１１４ａは、各スライスにおいて試料の測定を行なう。そして、制御機能１１４ａは、各試料のＸ，Ｙ座標に対してスライス方向にプロファイルを作成し、そのプロファイルに応じてＸ線診断装置１の精度管理を行なう。例えば、制御機能１１４ａは、作成したプロファイルからＨＷＨＭを測定して評価し、Ｘ線診断装置１の精度管理を行なう。即ち、トモシンセシス用ファントム３１によれば、制御機能１１４ａは、高さごとに生じる検出精度のばらつきを評価して、Ｘ線診断装置１の精度管理を行なうことができる。

【0063】

ここで、Ｘ線の照射方向はＺ軸に対してＹ方向に傾いており、且つ、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、配置される高さが高くなるほど、Ｙ方向において面Ａ１又は面Ａ２から遠ざかるように配置されている。即ち、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、トモシンセシス撮影の際にトモシンセシス用ファントム３１に対して照射されるＸ線の照射方向に基づいて配置されている。これにより、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、それぞれＸ線検出器１０７上の異なる位置に投影されることとなる。

【0064】

即ち、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、Ｘ線の照射方向に重ならないように配置されている。例えば、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、Ｘ線の照射方向に交わる角度の直線に沿って配置される。このため、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、収集される投影データにおいて重なることはない。以上より、トモシンセシス用ファントム３１を用いる場合においても、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム２を用いる場合と同程度の信頼度で、トモシンセシス装置の精度管理を行なうことができる。即ち、トモシンセシス用ファントム３１は、トモシンセシス装置の精度管理について信頼度を担保することができる。

【0065】

更に、トモシンセシス用ファントム３１を用いてトモシンセシス装置の精度管理を行なう場合、トモシンセシス撮影を繰り返し実行する必要はない。また、トモシンセシス撮影を行なうごとにユーザがファントムの並べ替えをするといった作業が生じることもない。従って、トモシンセシス用ファントム３１によれば、所要時間を短縮すると共にユーザの作業量を低減し、トモシンセシス装置の精度管理を容易にすることができる。即ち、トモシンセシス用ファントム３１によれば、トモシンセシス用ファントムを用いた検査を容易にすることができる。

【0066】

なお、トモシンセシス用ファントム３１は、図６に示すように、フック３１３を更に備えていてもよい。フック３１３は、トモシンセシス用ファントム３１を撮影台１０３に載置する際に撮影台１０３に引っかかることで、撮影台１０３に対するトモシンセシス用ファントム３１の位置を決定する。即ち、トモシンセシス用ファントム３１がフック３１３を備えることによって、ユーザは、より容易にトモシンセシス用ファントム３１を配置することができる。また、トモシンセシス用ファントム３１がフック３１３を備えることによって、撮影台１０３に対するトモシンセシス用ファントム３１の位置が正確に決定されるため、トモシンセシス装置の精度管理の信頼度を更に向上させることができる。なお、図６は、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム３１を示す図である。

【0067】

また、図４Ｂ、図５及び図６においては圧迫板１０４を図示したが、トモシンセシス用ファントム３１についてトモシンセシス撮影を実行する際、圧迫板１０４は退避させておいてもよい。例えば、ファントム本体３１１の素材によっては、トモシンセシス用ファントム３１の放射線吸収率が乳房Ｐ１よりも高い場合がある。この場合、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム３１の撮影時に圧迫板１０４を退避させておくことで、トモシンセシス用ファントム３１と乳房Ｐ１との間の放射線吸収率の差を補うことができる。

【0068】

また、トモシンセシス用ファントム３１においては、高さごとに１つの試料が配置されるものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図７Ａのトモシンセシス用ファントム３２に示すように、高さごとに複数の試料が配置される場合であってもよい。なお、図７Ａは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム３２を示す図である。

【0069】

図７Ａに示すように、トモシンセシス用ファントム３２は、ファントム本体３２１を備える。ファントム本体３２１は、例えば、ＰＭＭＡにより作製される。また、トモシンセシス用ファントム３２は、ファントム本体３２１の内部に配置された複数の試料（試料３２２ａ、試料３２２ｂ、試料３２２ｃ、試料３２２ｄ、試料３２２ｅ、試料３２２ｆ、試料３２２ｇ、試料３２２ｈ、試料３２２ｉ、試料３２２ｊ、試料３２２ｋ、試料３２２ｌ、試料３２２ｍ、試料３２２ｎ、試料３２２ｏ）を備える。これら複数の試料は、例えば、アルミニウム製のボールである。

【0070】

また、図７Ａの右図に示す断面Ｃ２１、断面Ｃ２２及び断面Ｃ２３は、それぞれ、トモシンセシス用ファントム３２における断面を示す。断面Ｃ２１、断面Ｃ２２及び断面Ｃ２３は、いずれも水平面に平行であり、且つ、高さが異なる断面である。具体的には、断面Ｃ２１が最も高い位置の断面であり、断面Ｃ２３が最も低い位置の断面である。図７Ａに示すように、試料３２２ａ、試料３２２ｂ、試料３２２ｃ、試料３２２ｄ及び試料３２２ｅは、断面Ｃ２１上に位置する。また、試料３２２ｆ、試料３２２ｇ、試料３２２ｈ、試料３２２ｉ及び試料３２２ｊは、断面Ｃ２２上に位置する。また、試料３２２ｋ、試料３２２ｌ、試料３２２ｍ、試料３２２ｎ及び試料３２２ｏは、断面Ｃ２３上に位置する。即ち、図７Ａに示す複数の試料は、ファントム本体３２１の内部の異なる高さに配置されている。

【0071】

更に、図７Ａに示す複数の試料は、高さごとに水平方向の位置が異なるように配置されている。例えば、試料３２２ｆは、試料３２２ａに対して、＋Ｙ’方向側に配置されている。同様に、試料３２２ｇは試料３２２ｂに対して、試料３２２ｈは試料３２２ｃに対して、試料３２２ｉは試料３２２ｄに対して、試料３２２ｊは試料３２２ｅに対して、＋Ｙ’方向側に配置されている。また、同様に、試料３２２ｋは試料３２２ｆに対して、試料３２２ｌは試料３２２ｇに対して、試料３２２ｍは試料３２２ｈに対して、試料３２２ｎは試料３２２ｉに対して、試料３２２ｏは試料３２２ｊに対して、＋Ｙ’方向側に配置されている。

【0072】

上述したように、試料３２２ｆ、試料３２２ｇ、試料３２２ｈ、試料３２２ｉ及び試料３２２ｊは、試料３２２ａ、試料３２２ｂ、試料３２２ｃ、試料３２２ｄ及び試料３２２ｅに対して一様に、＋Ｙ’方向にシフトされている。また、試料３２２ｋ、試料３２２ｌ、試料３２２ｍ、試料３２２ｎ及び試料３２２ｏは、試料３２２ｆ、試料３２２ｇ、試料３２２ｈ、試料３２２ｉ及び試料３２２ｊに対して一様に、＋Ｙ’方向にシフトされている。即ち、図７Ａに示す複数の試料は、高さに応じて＋Ｙ’方向に一様にシフトされている。

【0073】

次に、トモシンセシス用ファントム３２を用いたトモシンセシス装置の精度管理について、図７Ｂを用いて説明する。図７Ｂは、第１の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム３２の使用例を示す図である。まず、ユーザは、図７Ｂに示すように、撮影台１０３と圧迫板１０４との間にトモシンセシス用ファントム３２を配置する。具体的には、トモシンセシス用ファントム３２は、図７ＡのＸ’方向がＸ方向に一致し、Ｙ’方向がＹ方向に一致し、Ｚ’方向がＺ方向に一致するように配置される。なお、トモシンセシス用ファントム３２は、図７Ｂに示すように、フック３２３を備えていてもよい。この場合、フック３２３は、トモシンセシス用ファントム３２を撮影台１０３に載置する際に撮影台１０３に引っかかることで、撮影台１０３に対するトモシンセシス用ファントム３２の位置を決定する。

【0074】

次に、制御機能１１４ａは、Ｘ線診断装置１の撮影系を制御し、図７Ｂに示す状態においてトモシンセシス撮影を実行する。具体的には、制御機能１１４ａは、Ｘ方向に沿ったトモシンセシス軌道においてＸ線管１０５を移動させながら、Ｘ線管１０５からトモシンセシス用ファントム３２に対してＸ線を照射させる。なお、制御機能１１４ａは、図７Ｂに示すように、Ｘ線の照射方向をＺ軸に対して傾けた状態において、トモシンセシス撮影を実行する。

【0075】

次に、制御機能１１４ａは、トモシンセシス撮影により収集した投影データに対して、対数変換処理やオフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なって、補正済みの投影データを生成する。次に、制御機能１１４ａは、補正済みの投影データに基づいて、ＸＹ平面に平行なスライスを再構成する。例えば、制御機能１１４ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、試料３２２ａ、試料３２２ｂ、試料３２２ｃ、試料３２２ｄ及び試料３２２ｅの高さに対応するスライスＢ２１を再構成する。また、制御機能１１４ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、試料３２２ｆ、試料３２２ｇ、試料３２２ｈ、試料３２２ｉ及び試料３２２ｊの高さに対応するスライスＢ２２を再構成する。また、制御機能１１４ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、試料３２２ｋ、試料３２２ｌ、試料３２２ｍ、試料３２２ｎ及び試料３２２ｏの高さに対応するスライスＢ２３を再構成する。

【0076】

次に、制御機能１１４ａは、再構成した複数のスライスから試料を検出する。例えば、制御機能１１４ａは、スライスＢ２１から試料３２２ａ、試料３２２ｂ、試料３２２ｃ、試料３２２ｄ及び試料３２２ｅをそれぞれ検出する。また、制御機能１１４ａは、スライスＢ２２から試料３２２ｆ、試料３２２ｇ、試料３２２ｈ、試料３２２ｉ及び試料３２２ｊをそれぞれ検出する。また、制御機能１１４ａは、スライスＢ２３から試料３２２ｋ、試料３２２ｌ、試料３２２ｍ、試料３２２ｎ及び試料３２２ｏをそれぞれ検出する。また、制御機能１１４ａは、各スライスにおいて試料の測定を行なう。そして、制御機能１１４ａは、各試料のＸ，Ｙ座標に対してスライス方向にプロファイルを作成し、そのプロファイルに応じてＸ線診断装置１の精度管理を行なう。例えば、制御機能１１４ａは、作成したプロファイルからＨＷＨＭを測定して評価し、Ｘ線診断装置１の精度管理を行なう。即ち、トモシンセシス用ファントム３２によれば、制御機能１１４ａは、高さごとに生じる検出精度のばらつきを評価して、Ｘ線診断装置１の精度管理を行なうことができる。

【0077】

ここで、Ｘ線の照射方向はＺ軸に対してＹ方向に傾いており、且つ、トモシンセシス用ファントム３２が備える複数の試料は、配置される高さが高くなるほど、Ｙ方向において、図示しない面Ａ１又は面Ａ２から遠ざかるように配置されている。即ち、トモシンセシス用ファントム３２が備える複数の試料は、トモシンセシス撮影の際にトモシンセシス用ファントム３２に対して照射されるＸ線の照射方向に基づいて配置されている。これにより、トモシンセシス用ファントム３２が備える複数の試料は、それぞれＸ線検出器１０７上の異なる位置に投影されることとなる。

【0078】

即ち、トモシンセシス用ファントム３２が備える複数の試料は、Ｘ線の照射方向に重ならないように配置されており、収集される投影データにおいて重なることはない。以上より、トモシンセシス用ファントム３２を用いる場合においても、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム２やトモシンセシス用ファントム３１を用いる場合と同程度の信頼度で、トモシンセシス装置の精度管理を行なうことができる。即ち、トモシンセシス用ファントム３２は、トモシンセシス装置の精度管理について信頼度を担保することができる。

【0079】

更に、トモシンセシス用ファントム３２を用いてトモシンセシス装置の精度管理を行なう場合、トモシンセシス撮影を繰り返し実行する必要はない。また、トモシンセシス撮影を行なうごとにユーザがファントムの並べ替えをするといった作業が生じることもない。従って、トモシンセシス用ファントム３２によれば、所要時間を短縮すると共にユーザの作業量を低減し、トモシンセシス装置の精度管理を容易にすることができる。

【0080】

更に、トモシンセシス用ファントム３２においては、高さごとに試料が複数配置され、且つ、高さに応じて水平方向に一様にシフトされている。従って、制御機能１１４ａは、各スライスにおいて各試料を適切に検出できたか否かに応じて、トモシンセシス撮影の検出精度を水平方向の位置ごとに評価することができる。即ち、トモシンセシス用ファントム３２によれば、制御機能１１４ａは、水平方向の位置に応じて生じる検出精度のばらつきを評価して、トモシンセシス装置の精度管理を行なうことができる。

【0081】

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、マンモグラフィ装置であるＸ線診断装置１において使用されるトモシンセシス用ファントムについて説明した。これに対し、第２の実施形態では、マンモグラフィ装置以外のＸ線診断装置において使用されるトモシンセシス用ファントムについて説明する。

【0082】

以下では、マンモグラフィ装置以外のＸ線診断装置の例として、図８に示すＸ線診断装置４について説明する。Ｘ線診断装置４は、被検体Ｐ２に対するトモシンセシス撮影を実行可能なＸ線診断装置である。Ｘ線診断装置１は、被検体Ｐ２に対するトモシンセシス撮影を実行することで複数のスライスを収集し、収集した複数のスライスを医師等のユーザに提示する。なお、図８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置４の構成の一例を示すブロック図である。

【0083】

まず、Ｘ線診断装置４の構成について説明する。図８に示すように、Ｘ線診断装置４は、Ｘ線高電圧装置４０１と、Ｘ線管４０２と、Ｘ線絞り器４０３と、天板４０４と、Ｃアーム４０５と、Ｘ線検出器４０６と、記憶回路４０７と、ディスプレイ４０８と、入力インターフェース４０９と、処理回路４１０とを備える。

【0084】

Ｘ線高電圧装置４０１は、処理回路４１０による制御の下、Ｘ線管４０２に高電圧を供給する。例えば、Ｘ線高電圧装置４０１は、変圧器及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管４０２に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管４０２が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。なお、高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。

【0085】

Ｘ線管４０２は、熱電子を発生する陰極と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極とを有する真空管である。Ｘ線管４０２は、Ｘ線高電圧装置４０１から供給される高電圧を用いて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することにより、Ｘ線を発生する。ここで、Ｘ線管４０２は、被検体Ｐ２へのＸ線の照射角度を変化させるよう移動可能に構成される。例えば、トモシンセシス撮影を実行する際、Ｘ線管４０２は、Ｃアーム４０５の回転に伴って図１に示すＸ方向に沿って移動しながら、被検体Ｐ２に対してＸ線を照射する。

【0086】

Ｘ線絞り器４０３は、Ｘ線管４０２により発生されたＸ線の照射範囲を絞り込むコリメータと、Ｘ線管４０２から曝射されたＸ線を調節するフィルタとを有する。Ｘ線絞り器４０３におけるコリメータは、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。コリメータは、絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管４０２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐ２に照射させる。ここで、絞り羽根は、鉛などで構成された板状部材であり、Ｘ線の照射範囲を調整するためにＸ線管４０２のＸ線照射口付近に設けられる。また、Ｘ線絞り器４０３におけるフィルタは、被検体Ｐ２に対する被曝線量の低減とＸ線画像データの画質向上を目的として、その材質や厚みによって透過するＸ線の線質を変化させ、被検体Ｐ２に吸収されやすい軟線成分を低減したり、Ｘ線画像データのコントラスト低下を招く高エネルギー成分を低減したりする。また、フィルタは、その材質や厚み、位置などによってＸ線の線量及び照射範囲を変化させ、Ｘ線管４０２から被検体Ｐ２へ照射されるＸ線が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰させる。

【0087】

例えば、Ｘ線絞り器４０３は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路４１０による制御の下、駆動機構を動作させることによりＸ線の照射を制御する。例えば、Ｘ線絞り器４０３は、処理回路４１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、コリメータの絞り羽根の開度を調整して、被検体Ｐ２に対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、例えば、Ｘ線絞り器４０３は、処理回路４１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、フィルタの位置を調整することで、被検体Ｐ２に対して照射されるＸ線の線量の分布を制御する。

【0088】

天板４０４は、被検体Ｐ２を載せるベッドであり、図示しない寝台駆動装置の上に配置される。なお、天板４０４は、支持台の一例である。例えば、寝台駆動装置は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路４１０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、天板４０４の移動・傾斜を制御する。例えば、寝台駆動装置は、処理回路４１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、天板４０４を移動させたり、傾斜させたりする。

【0089】

Ｃアーム４０５は、Ｘ線管４０２及びＸ線絞り器４０３と、Ｘ線検出器４０６とを、被検体Ｐ２を挟んで対向するように保持する。例えば、Ｃアーム４０５は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路４１０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、回転したり移動したりする。例えば、Ｃアーム４０５は、処理回路４１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、Ｘ線管４０２及びＸ線絞り器４０３と、Ｘ線検出器４０６とを被検体Ｐ２に対して回転・移動させ、Ｘ線の照射位置や照射角度を制御する。なお、図８では、Ｘ線診断装置４がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。

【0090】

Ｘ線検出器４０６は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するＸ線平面検出器である。Ｘ線検出器４０６は、Ｘ線管４０２から照射されて被検体Ｐ２を透過したＸ線を検出して、検出したＸ線量に対応した検出信号を処理回路４１０へと出力する。なお、Ｘ線検出器４０６は、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器であってもよいし、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

【0091】

記憶回路４０７は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、記憶回路４０７は、処理回路４１０によって収集された投影データや、再構成されたスライスを記憶する。また、記憶回路４０７は、処理回路４１０によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。なお、記憶回路４０７は、Ｘ線診断装置４とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。

【0092】

ディスプレイ４０８は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４０８は、処理回路４１０による制御の下、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩを表示する。また、ディスプレイ４０８は、被検体Ｐ２について収集された各種の画像データを表示する。例えば、ディスプレイ４０８は、トモシンセシス撮影により収集された複数のスライスを順次表示させる。例えば、ディスプレイ４０８は、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイである。なお、ディスプレイ４０８はデスクトップ型でもよいし、処理回路４１０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

【0093】

入力インターフェース４０９は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４１０に出力する。例えば、入力インターフェース４０９は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース４０９は、処理回路４１０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース４０９は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、Ｘ線診断装置４とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４１０へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４０９の例に含まれる。

【0094】

処理回路４１０は、制御機能４１０ａ及び表示制御機能４１０ｂを実行することで、Ｘ線診断装置４全体の動作を制御する。例えば、処理回路４１０は、制御機能４１０ａに対応するプログラムを記憶回路４０７から読み出して実行することにより、入力インターフェース４０９を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４１０の各種機能を制御する。

【0095】

また、制御機能４１０ａは、Ｘ線高電圧装置４０１、Ｘ線管４０２、Ｘ線絞り器４０３、天板４０４、Ｃアーム４０５及びＸ線検出器４０６の動作を制御して、トモシンセシス撮影を実行する。以下、Ｘ線診断装置４の構成のうちトモシンセシス撮影に用いられる構成を、撮影系とも記載する。Ｘ線診断装置４の撮影系には、例えば、Ｘ線高電圧装置４０１、Ｘ線管４０２、Ｘ線絞り器４０３、天板４０４、Ｃアーム４０５及びＸ線検出器４０６が含まれる。

【0096】

例えば、制御機能４１０ａは、まず、Ｃアーム４０５を回転・移動させることで、Ｘ線管４０２を、トモシンセシス軌道における初期位置に配置する。次に、制御機能４１０ａは、Ｃアーム４０５を回転させることでトモシンセシス軌道に沿ってＸ線管４０２を移動させつつ、Ｘ線高電圧装置４０１を制御することでＸ線管４０２に対して高電圧を供給させ、Ｘ線管４０２からＸ線を発生させる。また、制御機能４１０ａは、Ｘ線絞り器４０３を制御することで、被検体Ｐ２に対して照射されるＸ線の照射範囲や線量の分布を制御する。また、制御機能４１０ａは、Ｘ線検出器１０７から出力された検出信号に基づいて、複数の投影データを生成する。

【0097】

なお、図８においては、高さ方向（鉛直方向）をＺ方向とする。また、図８においては、Ｚ方向に直交し、且つ、トモシンセシス軌道に沿った方向をＸ方向とする。即ち、制御機能４１０ａは、Ｘ線管４０２を図８に示すＸ方向に沿って移動させながら、Ｘ線を発生させる。図８に示す場合、Ｘ方向は、天板４０４の長手方向に対応する。また、図８においては、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。図８に示す場合、Ｙ方向は、天板４０４の短手方向に対応する。Ｘ方向及びＹ方向は、水平方向の一例である。

【0098】

次に、制御機能４１０ａは、トモシンセシス撮影により収集した投影データに対して、対数変換処理やオフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なって、補正済みの投影データを生成する。そして、制御機能４１０ａは、補正済みの投影データに基づいて、複数のスライスを再構成する。例えば、制御機能４１０ａは、補正済みの投影データに対してＦＢＰ法による逆投影処理を実行することによって、ＸＹ平面に対して平行な複数のスライスを再構成する。また、処理回路１１４は、表示制御機能１１４ｂに対応するプログラムを記憶回路１１２から読み出して実行することにより、制御機能１１４ａにより収集された各種の画像データをディスプレイ１１３に表示する。

【0099】

図８に示すＸ線診断装置４においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路４０７へ記憶されている。処理回路４１０は、記憶回路４０７からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路４１０は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

【0100】

なお、図８においては単一の処理回路４１０にて、制御機能４１０ａ及び表示制御機能４１０ｂが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路４１０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路４１０が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

【0101】

次に、Ｘ線診断装置４において使用されるトモシンセシス用ファントムの例として、図９に示すトモシンセシス用ファントム３３について説明する。図９は、第２の実施形態に係るトモシンセシス用ファントム３３を示す図である。図９に示すように、トモシンセシス用ファントム３３は、ファントム本体３３１を備える。ファントム本体３３１は、例えば、ＰＭＭＡにより作製される。また、トモシンセシス用ファントム３３は、ファントム本体３３１の内部に配置された複数の試料（試料３３２ａ、試料３３２ｂ、試料３３２ｃ、試料３３２ｄ、試料３３２ｅ、試料３３２ｆ、試料３３２ｇ、試料３３２ｈ、試料３３２ｉ、試料３３２ｊ及び試料３３２ｋ）を備える。これら複数の試料は、例えば、アルミニウム製のボールである。

【0102】

例えば、試料３３２ａ、試料３３２ｂ及び試料３３２ｃは、トモシンセシス用ファントム３３において水平面に平行な断面Ｃ３１上に位置する。また、試料３３２ｄ、試料３３２ｅ、試料３３２ｆ及び試料３３２ｇは、トモシンセシス用ファントム３３において水平面に平行であり、且つ、断面Ｃ３１より低い位置の断面Ｃ３２上に位置する。また、試料３３２ｈ、試料３３２ｉ、試料３３２ｊ及び試料３３２ｋは、トモシンセシス用ファントム３３において水平面に平行であり、且つ、断面Ｃ３２より低い位置の断面Ｃ３３上に位置する。即ち、図９に示す複数の試料は、ファントム本体３３１の内部の異なる高さに配置されている。

【0103】

まず、ユーザは、図９に示すように、天板４０４の上にトモシンセシス用ファントム３３を配置する。ここで、トモシンセシス用ファントム３３は、図９に示すように、フック３３３を更に備えていてもよい。この場合、フック３３３は、トモシンセシス用ファントム３３を天板４０４に載置する際に天板４０４に引っかかることで、天板４０４に対するトモシンセシス用ファントム３３の位置を決定する。

【0104】

次に、制御機能４１０ａは、Ｘ線診断装置４の撮影系を制御し、図９に示す状態においてトモシンセシス撮影を実行する。具体的には、制御機能４１０ａは、Ｘ方向に沿ったトモシンセシス軌道においてＸ線管４０２を移動させながら、Ｘ線管４０２からトモシンセシス用ファントム３３に対してＸ線を照射させる。

【0105】

次に、制御機能４１０ａは、トモシンセシス撮影により収集した投影データに対して、対数変換処理やオフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なって、補正済みの投影データを生成する。次に、制御機能４１０ａは、補正済みの投影データに基づいて、ＸＹ平面に平行なスライスを再構成する。例えば、制御機能４１０ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、試料３３２ａ、試料３３２ｂ及び試料３３２ｃの高さに対応するスライスＢ３１を再構成する。また、制御機能４１０ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、試料３３２ｄ、試料３３２ｅ、試料３３２ｆ及び試料３３２ｇの高さに対応するスライスＢ３２を再構成する。また、制御機能４１０ａは、ＸＹ平面に平行であり、且つ、試料３３２ｈ、試料３３２ｉ、試料３３２ｊ及び試料３３２ｋの高さに対応するスライスＢ３３を再構成する。

【0106】

次に、制御機能４１０ａは、再構成した複数のスライスから試料を検出する。例えば、制御機能４１０ａは、スライスＢ３１から試料３３２ａ、試料３３２ｂ及び試料３３２ｃをそれぞれ検出する。また、制御機能４１０ａは、スライスＢ３２から試料３３２ｄ、試料３３２ｅ、試料３３２ｆ及び試料３３２ｇをそれぞれ検出する。また、制御機能４１０ａは、スライスＢ３３から試料３３２ｈ、試料３３２ｉ、試料３３２ｊ及び試料３３２ｋをそれぞれ検出する。また、制御機能４１０ａは、各スライスにおいて試料の測定を行なう。そして、制御機能４１０ａは、各試料のＸ，Ｙ座標に対してスライス方向にプロファイルを作成し、そのプロファイルに応じてＸ線診断装置４の精度管理を行なう。例えば、制御機能４１０ａは、作成したプロファイルからＨＷＨＭを測定して評価し、Ｘ線診断装置４の精度管理を行なう。即ち、制御機能４１０ａは、高さごとに生じる検出精度のばらつきを評価して、Ｘ線診断装置４の精度管理を行なうことができる。

【0107】

ここで、トモシンセシス用ファントム３２が備える複数の試料は、Ｘ線の照射方向に重ならないように配置されている。例えば、試料３３２ａ、試料３３２ｄ及び試料３３２ｈは、Ｘ線の照射方向に交わる角度の直線に沿って配置される。また、試料３３２ｂ、試料３３２ｅ及び試料３３２ｉは、Ｘ線の照射方向に交わる角度の直線に沿って配置される。また、試料３３２ｂ、試料３３２ｆ及び試料３３２ｊは、Ｘ線の照射方向に交わる角度の直線に沿って配置される。また、試料３３２ｃ、試料３３２ｇ及び試料３３２ｋは、Ｘ線の照射方向に交わる角度の直線に沿って配置される。このため、トモシンセシス用ファントム３３が備える複数の試料は、収集される投影データにおいて重なることはない。以上より、トモシンセシス用ファントム３３は、トモシンセシス装置の精度管理について信頼度を担保することができる。

【0108】

更に、トモシンセシス用ファントム３３を用いてトモシンセシス装置の精度管理を行なう場合、トモシンセシス撮影を繰り返し実行する必要はない。また、トモシンセシス撮影を行なうごとにユーザがファントムの並べ替えをするといった作業が生じることもない。従って、トモシンセシス用ファントム３３によれば、所要時間を短縮すると共にユーザの作業量を低減し、トモシンセシス装置の精度管理を容易にすることができる。

【0109】

なお、図８及び図９においては、Ｘ方向が天板４０４の長手方向に対応するものとして説明した。即ち、図８及び図９においては、天板４０４の長手方向に沿ったトモシンセシス軌道において、トモシンセシス撮影を実行するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、他のトモシンセシス軌道においてトモシンセシス撮影を実行する場合にも適用が可能である。

【0110】

例えば、天板４０４の短手方向に沿ったトモシンセシス軌道においてトモシンセシス撮影を実行する場合、ユーザは、図９に示す状態からＺ軸を回転軸として９０°回転させた向きで、トモシンセシス用ファントム３３を天板４０４の上に配置する。これにより、トモシンセシス用ファントム３２が備える複数の試料は、Ｘ線の照射方向に重ならないように配置されることとなり、トモシンセシス装置の精度管理について信頼度を担保することができる。

【0111】

（第３の実施形態）
上述した第１～２の実施形態では、トモシンセシス用ファントムを用いて、トモシンセシス装置の精度管理を行なう場合について説明した。これに対し、第３の実施形態では、トモシンセシス用ファントムを用いて、Ｘ線診断装置における撮影系の位置ずれを測定する場合について説明する。なお、本実施形態では、トモシンセシス用ファントムの例として、図４Ａに示したトモシンセシス用ファントム３１について説明する。また、本実施形態では、Ｘ線診断装置の例として、図１に示したＸ線診断装置１について説明する。

【0112】

以下、トモシンセシス用ファントム３１を用いた、Ｘ線診断装置１における撮影系の位置ずれの測定について、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、第３の実施形態に係る位置ずれ測定の例を示す図である。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、トモシンセシス用ファントム３１は、図示しない撮影台１０３と圧迫板１０４との間に配置される。ここで、トモシンセシス用ファントム３１は、後述する位置ずれ測定の精度を向上させるため、水平計を更に備えてもよい。また、トモシンセシス用ファントム３１が備える複数の試料（試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃ）は、高さごとにＹ方向の位置が異なるように配置されている。なお、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃは、Ｘ方向の位置については同じである。

【0113】

また、軌道Ｔ１は、トモシンセシス軌道を示す。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、軌道Ｔ１は、Ｘ方向に沿った軌道である。また、位置Ｘｓは、軌道Ｔ１における初期位置を示す。また、位置Ｘｅは、軌道Ｔ１における終端位置を示す。トモシンセシス撮影を実行する際、制御機能１１４ａは、軌道Ｔ１に沿って、Ｘ線管１０５を位置Ｘｓから位置Ｘｅまで移動させつつ、Ｘ線を発生させる。

【0114】

図１０Ａは、Ｘ線管１０５が、軌道Ｔ１上の位置Ｘ１に位置する場合を示す。具体的には、制御機能１１４ａは、まずはＸ線管１０５を位置Ｘｓに配置し、Ｘ線を発生させながら位置Ｘ１まで移動させる。ここで、制御機能１１４ａは、信号処理回路１０８を制御することで、Ｘ線検出器１０７から出力された検出信号に基づくＸ線画像データＩ１を生成させる。次に、制御機能１１４ａは、図１０Ｂに示すように、Ｘ線管１０５を位置Ｘ２まで移動させる。ここで、制御機能１１４ａは、信号処理回路１０８を制御することで、Ｘ線検出器１０７から出力された検出信号に基づくＸ線画像データＩ２を生成させる。

【0115】

次に、制御機能１１４ａは、Ｘ線画像データＩ１から、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃを検出する。ここで、トモシンセシス用ファントム３１に対する試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置が定義されていれば、制御機能１１４ａは、Ｘ線画像データＩ１から検出した試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置に基づいて、Ｘ線画像データＩ１の撮影時におけるＸ線焦点の位置を算出することが可能である。

【0116】

なお、トモシンセシス用ファントム３１に対する試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置については、例えば、トモシンセシス用ファントム３１の製造時における設計情報に基づいて定義することができる。別の例を挙げると、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム３１を撮像した３次元画像データに基づいて、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置を定義することができる。ここで、３次元画像データの例としては、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置によって収集されたＸ線ＣＴ画像データが挙げられる。或いは、３次元画像データは、Ｘ線診断装置４がトモシンセシス用ファントム３１を回転撮影することによって収集された３次元Ｘ線画像データであってもよい。制御機能１１４ａは、３次元画像データから試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃをそれぞれ検出することにより、トモシンセシス用ファントム３１に対する試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置を定義することができる。

【0117】

具体的には、Ｘ線画像データＩ１においては、Ｘ線焦点に応じた位置に、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃがそれぞれ投影される。即ち、試料３１２ａは、Ｘ線焦点と試料３１２ａとを結ぶ直線と、Ｘ線検出器１０７の検出面とが交差する位置に投影される。また、試料３１２ｂは、Ｘ線焦点と試料３１２ｂとを結ぶ直線と、Ｘ線検出器１０７の検出面とが交差する位置に投影される。また、試料３１２ｃは、Ｘ線焦点と試料３１２ｃとを結ぶ直線と、Ｘ線検出器１０７の検出面とが交差する位置に投影される。

【0118】

従って、制御機能１１４ａは、Ｘ線画像データＩ１から検出した試料３１２ａの位置とトモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ａの位置とを結ぶ直線Ｌ１１、Ｘ線画像データＩ１から検出した試料３１２ｂの位置とトモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ｂの位置とを結ぶ直線Ｌ１２、及び、Ｘ線画像データＩ１から検出した試料３１２ｃの位置とトモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ｃの位置とを結ぶ直線Ｌ１３が交差する位置を、Ｘ線焦点の位置として算出することができる。なお、図１０Ａは、直線Ｌ１１、直線Ｌ１２及び直線Ｌ１３が交差する位置が、位置Ｘ１に一致する場合を示す。即ち、図１０Ａは、算出されたＸ線焦点の位置と位置Ｘ１とが一致しており、撮影系の位置ずれがない場合を示す。

【0119】

次に、制御機能１１４ａは、Ｘ線画像データＩ２から、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃを検出する。次に、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置と、Ｘ線画像データＩ２から検出した試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置とに基づいて、Ｘ線画像データＩ２の撮影時におけるＸ線焦点の位置を算出する。具体的には、制御機能１１４ａは、Ｘ線画像データＩ２から検出した試料３１２ａの位置とトモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ａの位置とを結ぶ直線Ｌ２１、Ｘ線画像データＩ２から検出した試料３１２ｂの位置とトモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ｂの位置とを結ぶ直線Ｌ２２、及び、Ｘ線画像データＩ２から検出した試料３１２ｃの位置とトモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ｃの位置とを結ぶ直線Ｌ２３が交差する位置を、Ｘ線焦点の位置として算出する。以下、制御機能１１４ａが算出したＸ線焦点の位置を、位置Ｘ２’とする。

【0120】

ここで、図１０Ｂに示すように、位置Ｘ２と位置Ｘ２’とは一致していない。即ち、図１０Ｂは、撮影系の位置ずれが生じている場合を示す。より具体的には、図１０Ｂは、Ｘ線管１０５が位置Ｘ２に位置することとなるよう機構系の制御を行なったものの、実際のＸ線管１０５の位置が位置Ｘ２’にずれてしまった場合を示す。即ち、制御機能１１４ａは、機構系の制御情報と、実際に収集されたＸ線画像データとの不整合を、位置ずれとして測定することができる。

【0121】

また、表示制御機能１１４ｂは、制御機能１１４ａによる位置ずれの測定結果をディスプレイ１１３に表示させる。例えば、表示制御機能１１４ｂは、制御機能１１４ａにより測定された位置ずれが、許容範囲内であったか否かを示す情報をディスプレイ１１３に表示させる。ここで、位置ずれが許容範囲内でない場合、ユーザは、例えば、Ｘ線診断装置１の使用を回避したり、Ｘ線診断装置１についてメンテナンスの申請を行なったりすることができる。

【0122】

次に、Ｘ線診断装置１による処理の手順の一例を、図１１を用いて説明する。図１１は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６は、制御機能１１４ａに対応するステップである。また、ステップＳ１０７は、表示制御機能１１４ｂに対応するステップである。

【0123】

まず、処理回路１１４は、トモシンセシス用ファントム３１をトモシンセシス撮影することで、複数のＸ線画像データを収集する（ステップＳ１０１）。次に、処理回路１１４は、収集された複数のＸ線画像データのうちいずれかを取得し（ステップＳ１０２）、取得したＸ線画像データから、試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃを検出する（ステップＳ１０３）。

【0124】

次に、処理回路１１４は、トモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置と、Ｘ線画像データから検出した試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置とに基づいて、Ｘ線画像データの撮影時におけるＸ線焦点の位置を算出する（ステップＳ１０４）。次に、処理回路１１４は、機構系の制御情報に基づくＸ線焦点の位置と、算出したＸ線焦点の位置とのずれを、位置ずれとして算出する（ステップＳ１０５）。例えば、処理回路１１４は、図１０Ｂに示した位置Ｘ２と位置Ｘ２’との間の距離を、位置ずれとして算出する。

【0125】

ここで、処理回路１１４は、ステップＳ１０１にて収集した複数のＸ線画像データの全てについて位置ずれを算出したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。位置ずれを算出していないＸ線画像データがある場合（ステップＳ１０６否定）、処理回路１１４は、再度ステップＳ１０２に移行する。一方で、全てのＸ線画像データについて位置ずれを算出した場合（ステップＳ１０６肯定）、処理回路１１４は、位置ずれの測定結果をディスプレイ１１３に表示し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。

【0126】

なお、図１１においては、トモシンセシス撮影の後に位置ずれの算出を行なうものとして説明したが、トモシンセシス撮影と位置ずれの算出とは並行して行なってもよい。例えば、処理回路１１４は、トモシンセシス撮影においてＸ線画像データが収集されるごとに、新たに収集されたＸ線画像データに基づいて位置ずれを順次算出する。

【0127】

上述したように、第３の実施形態によれば、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム３１をトモシンセシス撮影することで複数のＸ線画像データを収集する。また、制御機能１１４ａは、収集した複数のＸ線画像データから試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃを検出する。また、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置と、複数のＸ線画像データにおいて検出された試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置とに基づいて、複数のＸ線画像データの収集に用いられた撮影系の位置ずれを算出する。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、トモシンセシス用ファントム３１についてトモシンセシス撮影を実行することにより、撮影系の位置ずれを容易に測定することができる。即ち、トモシンセシス用ファントム３１は、トモシンセシス用ファントムを用いた検査を容易にすることができる。ひいては、トモシンセシス用ファントム３１は、撮影系の位置ずれに起因するトモシンセシス撮影の検出精度の低下を防ぎ、トモシンセシス撮影の検出精度を維持することができる。

【0128】

なお、図１０Ｂにおいては、位置ずれの例として、軌道Ｔ１に沿った方向の位置ずれを示した。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム３１についてトモシンセシス撮影を実行することにより、図１０ＢのＹ方向に生じる位置ずれを測定することも可能である。

【0129】

また、Ｘ線診断装置１における制御機能１１４ａが位置ずれの測定を行なう場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、制御機能１１４ａは、トモシンセシス用ファントム３１をトモシンセシス撮影することで複数のＸ線画像データを収集し、収集した複数のＸ線画像データを、Ｘ線診断装置１とネットワークを介して接続された医用画像処理装置に送信する。次に、医用画像処理装置は、受信した複数のＸ線画像データから試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃを検出する。次に、医用画像処理装置は、トモシンセシス用ファントム３１に対して定義された試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置と、複数のＸ線画像データにおいて検出された試料３１２ａ、試料３１２ｂ及び試料３１２ｃの位置とに基づいて、複数のＸ線画像データの収集に用いられた撮影系の位置ずれを算出する。次に、医用画像処理装置は、ネットワークを介して、位置ずれの測定結果をＸ線診断装置１に対して送信する。そして、表示制御機能１１４ｂは、医用画像処理装置から受信した位置ずれの測定結果を、ディスプレイ１１３に表示させることができる。

【0130】

また、トモシンセシス用ファントムの例としてトモシンセシス用ファントム３１について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、トモシンセシス用ファントム３１に代えて、トモシンセシス用ファントム２やトモシンセシス用ファントム３２等を用いる場合であってもよい。即ち、上述した位置ずれの測定方法は、内部に試料が配置された任意のトモシンセシス用ファントムを用いて実行可能である。また、Ｘ線診断装置の例としてＸ線診断装置１について説明したが、上述した位置ずれの測定方法は、Ｘ線診断装置４においても同様に実行可能である。

【0131】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１１２又は記憶回路４０７に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0132】

なお、図１及び図８においては、単一の記憶回路１１２又は記憶回路４０７が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数の記憶回路１１２を分散して配置し、処理回路１１４は、個別の記憶回路１１２から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。同様に、複数の記憶回路４０７を分散して配置し、処理回路４１０は、個別の記憶回路１１２から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、記憶回路１１２又は記憶回路４０７にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0133】

また、処理回路１１４及び処理回路４１０は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路１１４は、記憶回路１１２から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線診断装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。

【0134】

第１～第３の実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

【0135】

また、第１～第３の実施形態で説明した位置ずれの測定方法は、予め用意された処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0136】

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、トモシンセシス用ファントムを用いた検査を容易にすることができる。

【0137】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0138】

１ Ｘ線診断装置
１０３ 撮影台
１０５ Ｘ線管
１１４ 処理回路
１１４ａ 制御機能
１１４ｂ 表示制御機能
２ トモシンセシス用ファントム
２１ ファントム
２１１ ファントム本体
２１２ 試料
３１ トモシンセシス用ファントム
３１１ ファントム本体
３１２ａ～３１２ｃ 試料
３１３ フック
３２ トモシンセシス用ファントム
３２１ ファントム本体
３２２ａ～３２２ｏ 試料
３２３ フック
３３ トモシンセシス用ファントム
３３１ ファントム本体
３３２ａ～３３２ｋ 試料
３３３ フック
４ Ｘ線診断装置
４０２ Ｘ線管
４０４ 天板
４１０ 処理回路
４１０ａ 制御機能
４１０ｂ 表示制御機能

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】