JP5286057B2 - バイオプシー装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象物の生検部位に生検針を刺入して組織の一部を採取するバイオプシー装置に関する。

病気の診断等のため、病変部位の組織を採取して精密な検査を行うことを目的としたバイオプシー装置が開発されている。

特許文献１に開示されたシステムは、被検体のマンモの放射線透過画像を取得するマンモグラフィ装置に対して、バイオプシー装置を組み込んで構成したものである。このシステムでは、撮影台と圧迫板との間にマンモをポジショニングし、その状態でマンモを２方向から撮影することでステレオ画像情報を得、その画像情報に基づいて生検部位の位置情報を取得する。次いで、マンモグラフィ装置に組み込まれたバイオプシー装置を用いて、取得した生検部位の位置情報に従って生検針を生検部位まで刺入し、生検部位の組織の一部を採取する。

また、特許文献２には、バイオプシー装置のより具体的な構成が開示されている。このバイオプシー装置は、図７に示すように、支持台２に対して圧迫板４によりマンモ６を圧迫してポジショニングし、その状態において、圧迫板４に形成した開口部８から生検針１０をマンモ６に刺入することで、生検部位の組織の一部を採取する。生検針１０は、圧迫板４に装着されたロボットアーム１２により保持されている。ロボットアーム１２は、圧迫板４に固定されたポスト１４に一端部が軸支され、矢印方向に移動可能な第１アーム１６と、第１アーム１６の他端部に軸支され、矢印方向に移動可能な第２アーム１８とを備え、この第２アームの他端部に生検針１０が矢印方向に移動可能に装着される。ＭＲＩ装置等の他のモダリティによって取得した生検部位の位置情報に従ってロボットアーム１２を移動制御することにより、生検針１０を所望の生検部位に移動させ、組織の一部を採取することができる。

特開平１０−２０１７４９号公報 特開平１０−１６５４０３号公報

ところで、このように構成されたバイオプシー装置では、圧迫板４に形成した開口部８の範囲からマンモ６の生検部位が外れている場合、マンモ６の位置を調整して放射線透過画像の再撮影を行い、生検部位が開口部８に配置されていることを確認した後、ロボットアーム１２を移動させ、生検針１０を刺入して組織の一部を採取する必要がある。

この場合、装置を操作する技師が不慣れであると、生検部位の検出のために再撮影を何度も行うことで、被検体の被曝線量が増大してしまう不具合が生じてしまう。また、生検部位を採取するまでの間、被検体を長時間に亘って拘束することとなる問題がある。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、検査対象物の被曝を必要最小限とし、短時間で生検部位から必要な組織を取得することのできるバイオプシー装置を提供することを目的とする。

本発明のバイオプシー装置は、検査対象物の生検部位に生検針を刺入して組織の一部を採取するバイオプシー装置において、
前記検査対象物に放射線を照射し、放射線透過画像を撮影する撮影部と、
撮影された前記放射線透過画像から、前記生検部位を特定する特定部と、
前記生検針を特定した前記生検部位に移動させる移動機構と、
特定した前記生検部位が前記生検針の移動可能範囲に有るか否かを判定する判定部と、
前記生検部位が前記生検針の前記移動可能範囲に無いと判定されたとき、前記生検部位を前記移動可能範囲に移動させるのに必要な移動量を算出する算出部と、
前記移動量を指示する指示部と、
を備えることを特徴とする。

本発明のバイオプシー装置では、生検針の移動可能範囲に生検部位が有るか否かを判定し、無いと判定されたとき、生検部位を移動可能範囲に移動させるのに必要な移動量を技師に通知することにより、生検部位を検出するための放射線透過画像の再撮影を不要とし、あるいは、著しく少なくし、これによって、検査対象物の被曝を必要最小限とすることができるとともに、検査対象物の拘束時間を短縮し、短時間で必要な生検部位の組織の一部を採取することができる。

図１は、本発明のバイオプシー装置が適用される実施形態であるマンモグラフィ装置２０の構成図である。

マンモグラフィ装置２０は、立設状態に設置される基台２２と、基台２２の略中央部に配設された旋回軸２４に固定されるアーム部材２６と、被検体２７のマンモ２８（検査対象物、図２）に対して放射線Ｘを照射する放射線源３０（図３）を収納し、アーム部材２６の一端部に固定される放射線源収納部３２と、マンモ２８を透過した放射線Ｘを検出する固体検出器３４（放射線検出器、図２、図３）が収納され、アーム部材２６の他端部に固定される撮影台３６と、撮影台３６に対してマンモ２８を圧迫して保持する圧迫板３８と、圧迫板３８に装着され、マンモ２８の生検部位から必要な組織を採取するバイオプシーハンド部４０（移動機構）とを備える。なお、基台２２には、被検体２７の撮影部位、撮影方向等の撮影情報、被検体２７のＩＤ情報等を表示するとともに、必要に応じてこれらの情報を設定可能な表示操作部４２が配設される。

放射線源収納部３２及び撮影台３６を連結するアーム部材２６は、旋回軸２４を中心として旋回することで、被検体２７のマンモ２８に対する撮影方向が調整可能に構成される。また、放射線源収納部３２は、ヒンジ部３５を介してアーム部材２６に連結されており、矢印θ方向に撮影台３６とは独立に旋回可能に構成される。圧迫板３８は、アーム部材２６に連結された状態で放射線源収納部３２及び撮影台３６間に配設されており、矢印Ｚ方向に変位可能に構成される。

圧迫板３８には、バイオプシーハンド部４０を用いた組織採取のための開口部４４が形成される。バイオプシーハンド部４０は、圧迫板３８に固定されたポスト４６と、ポスト４６に一端部が軸支され、圧迫板３８の面に沿って旋回可能な第１アーム４８と、第１アーム４８の他端部に一端部が軸支され、圧迫板３８の面に沿って旋回可能な第２アーム５０とを備える。第２アーム５０の他端部には、矢印Ｚ方向に移動可能な生検針５２が装着される。生検針５２は、図２に示すように、マンモ２８の生検部位５４の組織を吸引して採取する採取部５６を有する。生検針５２の採取部５６は、バイオプシーハンド部４０の第１アーム４８及び第２アーム５０を圧迫板３８の面に沿ったＸ−Ｙ平面内で移動させるとともに、生検針５２を矢印Ｚ方向に移動させることにより、生検部位５４の近傍に配置することができる。

図３は、マンモグラフィ装置２０を構成する制御回路ブロック図である。

マンモグラフィ装置２０は、管電流、管電圧、放射線源３０に設定されるターゲットやフィルタの種類、放射線Ｘの照射線量、照射時間等の撮影条件を設定する撮影条件設定部５８と、これらの撮影条件に従って放射線源３０を駆動制御する放射線源駆動制御部６０と、バイオプシーハンド部４０を介して生検針５２を所定位置に移動させる生検針駆動制御部６２と、圧迫板３８を矢印Ｚ方向に移動させる圧迫板駆動制御部６４と、マンモ２８を透過した放射線Ｘを検出して画像情報に変換する固体検出器３４を制御する検出器制御部６６と、固体検出器３４により変換された画像情報を記憶する画像情報記憶部６８と、画像情報を処理することで生検部位５４を自動検出するＣＡＤ（Computer Aided Diagnosis）処理部７０と、自動検出された生検部位５４を含むマンモ２８の放射線透過画像を表示する表示部７２（指示部）とを備える。

また、マンモグラフィ装置２０は、表示部７２に表示された放射線透過画像から、マウス等のポインティングデバイスを用いて生検部位５４を選択する生検部位選択部７４（特定部）と、取得した画像情報に対する選択された生検部位５４の位置情報を算出する生検部位位置情報算出部７６と、生検部位５４がバイオプシーハンド部４０による生検針５２の移動可能範囲に有るか否かを判定する判定部７８と、判定結果に従い、生検針５２の移動可能範囲に対するマンモ２８の必要な移動量、あるいは、生検部位５４に対する生検針５２の移動量を算出する移動量算出部８０（算出部）とを備える。

なお、判定部７８は、生検部位位置情報算出部７６によって算出された生検部位５４の位置情報と、開口部情報記憶部８２に記憶された開口部４４のサイズ情報とに従い、生検部位５４が生検針５２の移動可能範囲に有るか否かを判定する。また、移動量算出部８０によって算出されたマンモ２８の必要な移動量及び判定部７８による判定結果は、表示部７２に表示されるとともに、スピーカ８４（指示部）を介して音声により指示される。

本実施形態のマンモグラフィ装置２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作につき、図４に示すフローチャートに従って説明する。

先ず、撮影条件設定部５８を用いて、検査対象物であるマンモ２８に応じた管電流、管電圧、放射線Ｘの照射線量、照射時間等の撮影条件が設定される（ステップＳ１）。設定された撮影条件は、放射線源駆動制御部６０に設定される。

次いで、技師は、指定された撮影方法に従い、被検体２７のマンモ２８のポジショニングを行う（ステップＳ２）。すなわち、マンモ２８を撮影台３６の所定位置に配置した後、圧迫板駆動制御部６４により圧迫板３８を撮影台３６に向かって矢印Ｚ方向に移動させ、マンモ２８を圧迫してポジショニングを行う。

ポジショニングが完了した後、放射線源３０を駆動し、マンモ２８のスカウト撮影を行う（ステップＳ３）。なお、スカウト撮影とは、放射線源収納部３２を旋回させることなく、放射線Ｘの光軸が撮影台３６に直交する状態となるように設定して行う撮影である。

所定の撮影条件に従って放射線源３０から出力された放射線Ｘは、圧迫板３８を介してマンモ２８を透過した後、撮影台３６に収納されている固体検出器３４に照射され、画像情報として検出される。検出器制御部６６は、固体検出器３４を制御してマンモ２８の画像情報を取得し、この画像情報を一旦画像情報記憶部６８に記憶させる。

次いで、ＣＡＤ処理部７０は、画像情報記憶部６８に記憶された画像情報に対して定量的な画像処理を施すことにより、異常候補部位を抽出し（ステップＳ４）、マンモ２８の放射線透過画像とともに表示部７２に表示させる（ステップＳ５）。図５は、表示部７２に表示された画像を示す。この画像には、マンモ２８の放射線透過画像と、ＣＡＤ処理によって抽出された異常候補部位を示すマーカ８８と、圧迫板３８の開口部４４の画像とが表示されている。

そこで、技師は、マウス等のポインティングデバイスである生検部位選択部７４を用いて、表示部７２に表示された画像から生検部位５４を選択する（ステップＳ６）。なお、生検部位５４は、マーカ８８で示される異常候補部位であってもよく、あるいは、技師の判断で選択した他の部位であってもよい。

技師が異常候補部位を生検部位５４として選択したものとして説明する。生検部位位置情報算出部７６は、例えば、圧迫板３８の開口部４４の中心の座標を（０，０）とし、この座標（０，０）を基準として、選択された生検部位５４の位置情報である座標（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳ７）。算出された生検部位５４の座標（ｘ，ｙ）は、判定部７８に供給され、開口部情報記憶部８２に記憶されている開口部４４のサイズ情報を用いて、生検部位５４が生検針５２の移動可能範囲に有るか否かの判定が行われる（ステップＳ８）。

例えば、座標（０，０）を基準とする開口部４４のサイズがＸ方向に±ΔＸ、Ｙ方向に±ΔＹであるとすると、判定部７８は、−ΔＸ＜ｘ＜＋ΔＸ、且つ、−ΔＹ＜ｙ＜ΔＹであれば、生検部位５４が生検針５２の移動可能範囲に有ると判定し、これ以外の場合、移動可能範囲から外れていると判定する。

生検部位５４が生検針５２の移動可能範囲に無いと判定された場合、移動量算出部８０は、生検部位５４を開口部４４の内部の移動可能範囲に移動させるためのマンモ移動量を算出し（ステップＳ９）、その算出結果を判定部７８を介して表示部７２及びスピーカ８４に供給する。この場合、例えば、生検部位５４を開口部４４の中心に移動させるとすると、表示部７２は、「Ｘ方向に−ｘ、Ｙ方向に−ｙ」のようにマンモ移動量を表示し、スピーカ８４は、音声にてマンモ移動量を通知する（ステップＳ１０）。

技師は、表示部７２及びスピーカ８４による通知に従い、再度、マンモ２８のポジショニングの作業を行う（ステップＳ２）。この場合、技師は、マンモ２８をどの方向にどの程度移動させれば、生検部位５４を開口部４４内に配置できるのかを容易に把握することができる。従って、一度の位置修正作業により、生検部位５４を適切な位置に速やかに移動させることができる。そのため、被検体２７は、マンモ２８のポジショニングのために長時間拘束される事態から開放されることになる。

なお、生検部位５４は、必ずしも開口部４４の中心に移動させる必要はなく、開口部４４の範囲内であればよい。例えば、表示部７２に表示された図５の画像に従い、生検部位選択部７４（移動先指示部）を用いて開口部４４内の任意の移動先を指示し、その移動先に対するマンモ移動量を算出して通知するようにしてもよい。

通知されたマンモ移動量に従ってマンモ２８の位置の再調整を行った後、再度スカウト撮影を行って放射線透過画像を取得し、判定部７８により、生検部位５４が生検針５２の移動可能範囲に有るか否かの判定が行われる。この場合、生検部位５４が生検針５２の移動可能範囲にないときであっても、一度の再撮影のみで生検部位５４を適切な範囲に位置調整できるため、被検体２７に対する放射線Ｘの曝射線量を必要最小限にすることができる。

生検部位５４が生検針５２の移動可能範囲に有ると判定されると、移動量算出部８０は、マンモ２８の移動量ではなく、生検針５２を生検部位５４に移動させる移動量を算出する（ステップＳ１１）。この場合、生検針５２の移動量は、例えば、図６に示すように、開口部４４の中心の座標（０，０）を基準として、Ｘ方向にｘ、Ｙ方向にｙとして生検針駆動制御部６２に設定される。

そこで、生検針駆動制御部６２は、バイオプシーハンド部４０を駆動制御し、生検針５２を座標（ｘ，ｙ）に移動させる（ステップＳ１２）。バイオプシーハンド部４０は、第１アーム４８及び第２アーム５０をＸ−Ｙ平面内で移動させ、生検針５２を生検部位５４の上部に位置決めする。次いで、生検針５２をＺ方向に移動させ、圧迫板３８に形成した開口部４４を介して生検針５２をマンモ２８に刺入する。

生検針５２の採取部５６（図２）が生検部位５４の近傍に到達すると、生検針５２による吸引処理が開始され、生検部位５４が採取される（ステップＳ１３）。その後、生検針５２をＺ方向に移動させることにより、生検針５２がマンモ２８から抜き取られ、作業が終了する。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

例えば、圧迫板３８に形成した開口部４４から生検針５２を刺入させる場合に限られるものではなく、例えば、撮影台３６と圧迫板３８との間の側方向から生検針５２を刺入する場合において、生検部位５４が生検針５２の移動可能範囲にあるか否かを判定し、その判定結果に従い、生検部位５４の必要な移動量を算出するようにしてもよい。

また、技師が生検部位５４を選択するのに代えて、ＣＡＤ処理部７０によって生検部位５４を自動抽出し、必要な移動量を算出するようにしてもよい。

さらに、本発明は、マンモグラフィ装置に限定されるものではなく、生検処理を行うバイオプシー装置であれば、いかなるものにも適用可能である。

本実施形態のマンモグラフィ装置の構成図である。 バイオプシーハンド部を含むマンモグラフィ装置の要部側面説明図である。 本実施形態のマンモグラフィ装置の制御回路ブロック図である。 本実施形態のマンモグラフィ装置の動作フローチャートである。 本実施形態のマンモグラフィ装置により撮影された放射線透過画像の説明図である。 本実施形態のマンモグラフィ装置により撮影された放射線透過画像の説明図である。 従来技術に係るバイオプシー装置の説明図である。

符号の説明

２０…マンモグラフィ装置
２８…マンモ
３０…放射線源
３２…放射線源収納部
３４…固体検出器
３６…撮影台
３８…圧迫板
４０…バイオプシーハンド部
４４…開口部
５２…生検針
５４…生検部位
６２…生検針駆動制御部
６６…検出器制御部
７０…ＣＡＤ処理部
７２…表示部
７４…生検部位選択部
７６…生検部位位置情報算出部
７８…判定部
８０…移動量算出部
８２…開口部情報記憶部
８４…スピーカ

Claims (8)

1. 検査対象物の生検部位に生検針を刺入して組織の一部を採取するバイオプシー装置において、
   前記検査対象物に放射線を照射し、放射線透過画像を撮影する撮影部と、
   撮影された前記放射線透過画像から、前記生検部位を特定する特定部と、
   前記生検針を特定した前記生検部位に移動させる移動機構と、
   特定した前記生検部位が前記生検針の移動可能範囲に有るか否かを判定する判定部と、
   前記生検部位が前記生検針の前記移動可能範囲に無いと判定されたとき、前記生検部位を前記移動可能範囲に移動させるのに必要な移動量を算出する算出部と、
   前記移動量を指示する指示部と、
   を備えることを特徴とするバイオプシー装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記撮影部は、
   前記検査対象物に放射線を照射する放射線源と、
   前記検査対象物を透過した放射線を検出し、前記放射線透過画像を生成する放射線検出器と、
   からなることを特徴とするバイオプシー装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記放射線透過画像を表示する表示部を備え、
   前記特定部は、前記表示部に表示された前記放射線透過画像から前記生検部位を特定することを特徴とするバイオプシー装置。
4. 請求項１記載の装置において、
   前記特定部は、前記放射線透過画像の画像処理を行うことで前記生検部位を特定することを特徴とするバイオプシー装置。
5. 請求項１記載の装置において、
   前記指示部は、前記移動量を表示によって指示することを特徴とするバイオプシー装置。
6. 請求項１記載の装置において、
   前記指示部は、前記移動量を音声によって指示することを特徴とするバイオプシー装置。
7. 請求項１記載の装置において、
   特定した前記生検部位を移動させる移動先を指示する移動先指示部を備え、
   前記算出部は、前記移動先までの前記移動量を算出することを特徴とするバイオプシー装置。
8. 請求項１記載の装置において、
   前記撮影部は、
   撮影台と、
   前記検査対象物を前記撮影台に対して圧迫保持する圧迫板と、
   前記圧迫板に形成され、前記生検針を前記検査対象物に刺入させるための開口部と、
   を備えることを特徴とするバイオプシー装置。

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