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【発明の名称】 乳房画像撮影装置
【発明者】 【氏名】大原 弘
【住所又は居所】東京都八王子市石川町２９７０番地 コニカ株式会社内
【要約】 【課題】放射線による患者の被曝及び撮影画像への患者のが写り込みを防止することを目的とする乳房画像撮影装置を提供する。

【解決手段】被写体Ｈに放射線を放射する放射線源６を有し、被写体Ｈを放射線源６に対峙するように固定する被写体台１０及び被写体Ｈを透過した放射線を検出する放射線画像検出器を保持する検出器保持部１２が配設される乳房画像撮影装置１において、放射線源６の放射線放射方向に延在する位置であって被写体台１０と検出器保持部１２との間に放射線遮蔽部材８を設けた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に放射線を照射する放射線源を有し、前記被写体を前記放射線源に対峙するように固定する被写体台及び前記被写体を透過した放射線を検出する放射線画像検出器を保持する検出器保持部が配設される乳房画像撮影装置において、
前記放射線源の放射線照射方向に延在する位置であって前記被写体台と前記検出器保持部との間に放射線遮蔽部材を設けたことを特徴とする乳房画像撮影装置。
【請求項２】
前記放射線遮蔽部材は、放射線遮蔽材料を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の乳房画像撮影装置。
【請求項３】
前記放射線遮蔽部材の放射線透過率は、１０−４以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の乳房画像撮影装置。
【請求項４】
前記放射線遮蔽部材の放射線透過率は、１０−８以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の乳房画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乳房画像撮影装置に係り、特に、位相コントラスト撮影を可能とする乳房画像撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、放射線が物質を透過する作用を利用する乳房画像撮影装置は、医療用画像診断や非破壊検査等に広く利用されている。特に乳房撮影に用いられる放射線画像装置については、通常、放射線画像検出器と一体化した被写体台上に被写体を固定し、撮影する方法が行われてきた。しかし、この方法によると被写体が実寸大で撮影されることとなるが、画像のコントラストが十分に上がらず、乳房の病変部分等の特定部位の微細な構造を判読するために用いられる医療用撮影装置としては画像の鮮明さが不十分であるという問題があった。
そこで、近年、位相コントラスト画像を撮影する乳房画像撮影装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
位相コントラスト画像とは、屈折コントラスト画像とも呼ばれるもので、以前はＳＰｒｉｎｇ−８など放射線源から得る単色の平行放射線による撮影や、１０μｍ程度の焦点サイズをもつマイクロ焦点放射線源による撮影によって得られるものと言われていたが、医療用の放射線源でも得ることが可能であることが分かってきた（特開２００１−９１４７９号公報参照）。位相コントラスト画像は、通常の吸収コントラストのみの画像に比べ、被写体の境界のコントラストを高く描写でき、高精細な放射線画像を得ることが可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２３８８７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような位相コントラスト画像を得るにあたっては、被写体と放射線画像検出器との間に一定の距離を設ける必要がある。そのため被写体と放射線画像検出器との間にスペースが生じ、撮影を行う際にこのスペースに患者の体の一部が入り込み、放射線が照射されて被曝する可能性がある。
また、このスペースに入り込んだ患者の体が撮影した画像に写り込み、特定部位の精密な撮影を目的とする位相コントラスト撮影において障害となるという問題がある。
【０００５】
そこで、放射線源の照射領域内に患者が入り込まないように被写体と放射線画像検出器との間のスペースを塞ぐ板等を設けることが考えられる。
しかし、被写体に照射された放射線は、被写体で散乱し、この散乱放射線は放射線源の照射領域外へも拡散する。
そのため、単にアクリル板等のガードを設けて患者の入り込みを防ぐのみでは患者の被曝の危険を回避することはできないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は以上のような課題を解決すべくなされたものであり、放射線源の照射領域内への患者の入り込みを防いで、放射線源からの放射線の直接的な照射による患者の被曝及び撮影画像への患者の写り込みを防ぐとともに、被写体で散乱した散乱放射線による患者の被曝を防止することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被写体に放射線を照射する放射線源を有し、前記被写体を前記放射線源に対峙するように固定する被写体台及び前記被写体を透過した放射線を検出する放射線画像検出器を保持する検出器保持部が配設される乳房画像撮影装置において、
前記放射線源の放射線照射方向に延在する位置であって前記被写体台と前記検出器保持部との間に放射線遮蔽部材を設けたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成を有する請求項１に記載の発明においては、放射線源の照射領域内に患者が入り込むことを防止することができ、放射線が患者の撮影部位以外の部位に照射されることによる患者の被曝及び撮影画像への患者の写り込みを防ぐことができる点で優れている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明において、前記放射線遮蔽部材は、放射線遮蔽材を含んでいることを特徴としている。
【００１０】
したがって、請求項２に記載の発明では、放射線源からの放射線の直接的な照射による患者の被曝のみならず、被写体で散乱した散乱放射線による患者の被曝を防止することも可能となる。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明において、前記放射線遮蔽部材の放射線透過率は、１０−４以下であることを特徴としている。
【００１２】
したがって、請求項３に記載の発明によれば、被写体で散乱した散乱放射線による患者の被曝を防止することができる点で優れている。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明において、前記放射線遮蔽部材の放射線透過率は、１０−８以下であることを特徴としている。
【００１４】
したがって、請求項４に記載の発明によれば、被写体で散乱した散乱放射線による患者の被曝の危険性をさらに低減させ、より安全に乳房画像撮影を行うことができる点で優れている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施の形態において乳房画像撮影装置１は、本体部９に支持基台３が昇降自在に設けられており、支持基台３には、支持基台３に設けられた支軸４を介して撮影装置本体部２が支持されている。撮影装置本体部２は、図示しない駆動装置により前記支軸４を支点として回動可能となっている。
本体部９には、撮影条件等の入力を行うキーボードやタッチパネル等の入力装置１４ａを及びＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示装置１４ｂを有する操作装置１４が接続されており、また、本体部９には、装置の動力源である電源部１５が接続されている。
【００１６】
撮影装置本体部２の上部には放射線を放射するための放射線源６が設けられ、この放射線源６は、支軸４及び支持基台３を介して本体部９と接続されている電源部１５に接続されている。放射線源６は、この電源部１５によって管電圧及び管電流を印加されるようになっている。
放射線源６の放射線放射口には、放射線照射野を調節する照射野調整装置としての絞り装置７の絞り口が、開閉自在に設けられている。
【００１７】
次に、撮影装置本体部２には、放射線源６の下方であって放射線源６から垂直に延在する位置に、被写体Ｈを下から保持する被写体台１０及び被写体Ｈを上部から圧迫して固定するための圧迫板１１が昇降自在に配設されている。
【００１８】
撮影装置本体部２の下方は、ガイドレール（図示せず）を有する支持部５となっており、支持部５には、放射線画像検出器として例えば輝尽性蛍光体シートを収納したカセッテを保持する検出器保持部１２が前記被写体台１０の下方であって放射線源６から略垂直に延在する位置に、放射線源６に対向するように取り付けられている。この検出器保持部１２は、図示しない駆動源により、ガイドレールに沿って移動可能となっている。
また、被写体台１０に対向する面と反対の面には、照射された放射線量の検出を行う放射線量検出部１３に接するように、検出器保持部１２が設けられている。
【００１９】
また、撮影装置本体部２には、被写体台１０の端部下方であって被写体Ｈを提供する患者に対向する側には、被写体Ｈを提供する患者の被曝を最小限とし、かつ被写体Ｈ以外の部分の画像への映り込みを防ぐための放射線遮蔽部材８が放射線源６の放射線照射方向に延在するように設けられている。この放射線遮蔽部材８は、検出器保持部１２の移動可能範囲であって検出器保持部１２と被写体台１０との間隔を最大にしたときの検出器保持部１２の位置に対応する長さ寸法を有しており、放射線遮蔽部材８の幅は被写体台１０の幅寸法と一致している。
【００２０】
放射線遮蔽部材８は、例えば鉛等の放射線遮蔽材を含む板状の部材であり、患者が撮影部位以外の部位に人体に影響を及ぼすおそれのある量の放射線が照射されることを防止するものである。
ここで、放射線遮蔽部材８は、照射される放射線が２０ｋｅＶである場合の放射線遮蔽部材８の放射線透過率が１０−４以下であることが望ましく、この放射線透過率は鉛厚１００μｍでの放射線透過率に相当する。また、より好ましくは、照射される放射線が２０ｋｅＶである場合の放射線遮蔽部材８の放射線透過率が１０−８以下であり、この放射線透過率は鉛厚２００μｍでの放射線透過率に相当する。
この点、ＪＩＳ Ｚ ４７５１の乳房画像撮影装置の防護壁について記載された内容部分には、放射線の減弱当量は０．０８ｍｍＰｂ以上とする旨の記載があり、減弱当量が０．０８ｍｍＰｂ以上とはＰｂ０．０８ｍｍ＝Ｐｂ８０μｍ相当よりも高い放射線遮蔽能力が必要であることを意味している。
したがって、本実施の形態のように放射線遮蔽部材８の放射線透過率が鉛厚１００μｍでの放射線透過率に相当する１０−４以下である場合には、前記ＪＩＳ Ｚ ４７５１に記載された基準値であるＰｂ８０μｍ（＝Ｐｂ０．０８ｍｍ）以上の放射線遮蔽能力があるといえるので、患者の被曝の危険性を十分に回避することができる。
さらに、放射線遮蔽部材８の放射線透過率が鉛厚２００μｍでの放射線透過率に相当する１０−８以下である場合には、前記ＪＩＳ Ｚ ４７５１に記載された基準値であるＰｂ８０μｍ（＝Ｐｂ０．０８ｍｍ）の２倍以上の鉛厚であり、さらに１０−８の放射線遮蔽能力があるといえるので、患者の被曝の危険性をさらに大きく低減させることができる。
【００２１】
なお、放射線遮蔽部材８は、放射線を遮蔽することのできる材料によって形成されていればよく、鉛又は鉛ガラスで形成されるほか、強度を上げるために樹脂と鉛とを合板としたり、鉄やステンレス等の金属板と鉛とを合板としたものであってもよい。
【００２２】
ここで、被写体Ｈを透過するときに生じる放射線の位相のずれによって被写体Ｈの境界部分のコントラストが高い位相コントラスト放射線画像を得るためには、放射線源２の放射線管焦点と放射線画像検出器としての輝尽性蛍光体シートとの間隔が７５ｃｍ以上であり、被写体台１０と輝尽性蛍光体シートとの間隔が１５ｃｍ以上であることを必要とする。
【００２３】
なお、被写体台１０と輝尽性蛍光体シートとの間隔が大きい方が位相コントラストによるエッジ効果が大きくなるが、この間隔が放射線管焦点６１と被写体台１０との間隔に対してあまりに大きいと半影のボケの影響で鮮鋭性が低下する。したがって、被写体台１０と輝尽性蛍光体シートとの間隔および放射線管焦点６１と被写体台１０との間隔がともに大きいことが画質向上の面から望まれる。一方、これらの間隔を大きくすると、乳房画像撮影装置１全体が大きくなるため、撮影室の大きさや乳房画像撮影装置１の取扱いの便宜の面から問題となる。
【００２４】
以上の観点から、位相コントラスト放射線画像を得る上では、放射線管焦点６１と輝尽性蛍光体シートとの間隔が８５ｃｍ以上となるように検出器保持部１２の位置を制御することが好ましい。一方、装置の取扱いの便宜上からは、放射線管焦点６１と輝尽性蛍光体シートとの間隔が２００ｃｍ以下となるように検出器保持部１２の位置を制御することが好ましい。このとき、被写体台１０は、放射線管焦点６１との間隔が５０ｃｍ以上１００ｃｍ以下となり、輝尽性蛍光体シートとの間隔が１５ｃｍ以上１００ｃｍ以下となるように設けることが、良好な画質を得る上で好ましい。なお、放射線管焦点６１と輝尽性蛍光体シートとの間隔を９０ｃｍ以上１６５ｃｍ以下となるようにし、放射線管焦点６１と被写体台１０との間隔が６０ｃｍ以上７５ｃｍ以下であり、被写体台１０と検出器保持部１２との間隔が３０ｃｍ以上９０ｃｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
ここで、本実施の形態における放射線源６について説明する。
本実施の形態において、放射線源６としては、放射線の波長が０．１〜１Å前後の放射線を放射する放射線管を用いる。この放射線管は熱励起によって生ずる電子を高電圧で加速して陰極に衝突させることで、その運動エネルギーを放射エネルギーに変換することによって放射線が放射されるものである。放射線画像を撮影するとき、この加速電圧を管電圧として、また電子の発生量を管電流として、そして、放射線放射時間を露光時間として設定する。電子が衝突する陽極（対陰極）は銅、モリブデン、ロジウム、タングステンなど、その種類を変えることで、放射される放射線エネルギースペクトルを変えることができる。銅、モリブデン、ロジウムなどを陽極として用いる場合、放射線のエネルギー分布の狭い比較的エネルギーの低い線スペクトルが得られ、その特性を利用して放射線回折結晶分析や微細な構造を判読する乳房撮影に用いられる。タングステンを陽極として用いる場合は広いスペクトルの比較的高いエネルギーの放射線で、人体の胸部や腹部、頭部、そして工業一般の非破壊検査に用いられる。医療用あるいは工業用では照射する放射線量が多いことが特徴である。この場合、多量の電子を陽極に高速で衝突させるために陽極が発熱し、高温になると陽極が溶解する恐れがあることから、陽極を回転させて衝突する場所を変えることで、発熱による不具合を回避することが行われる。すなわち回転陽極を用いることが一般的である。本実施の形態の撮影装置は、医療用あるいは非破壊検査を目的として用いる装置であるので、モリブデン、ロジウム、タングステンの回転陽極をもつ放射線管が好ましく、さらに乳房画像撮影装置であるので、モリブデンまたはロジウムであることが望ましい。
【００２６】
ここで放射線源６の焦点６１は、放射線管の例えば回転陽極に電子が衝突して発生する放射線を取り出す、被写体Ｈの方向から見た窓である。一般にこれは正方形であり、その１辺の長さが焦点サイズである。焦点の形状が円である場合はその直径を、長方形である場合はその短辺をさす。この焦点サイズの測定方法はピンホールカメラによる方法とマイクロテストチャートを用いる方法などがＪＩＳ Ｚ ４７０４に記載されている。通常、焦点サイズは放射線管メーカーの測定に基づく値が製品仕様で示されている。
【００２７】
なお、放射線源６の焦点サイズが大きいと放射される放射線量が多くなるが、それに伴って、いわゆる半影が生じる。半影とは、焦点６１の大きさに起因して被写体Ｈ上の１点が、放射線画像検出器１２の上で大きさを持った像として検出される現象であり、いわゆるボケのことである。従って、放射線源６が小焦点放射線源である場合には、有限な大きさの焦点サイズを有するが故に、単色の平行放射線を出射するシンクロトロンや、点焦点と見なせるマイクロ焦点放射線源と異なり、この半影の影響が問題となる。
そして、この半影によるボケ幅は、被写体Ｈと放射線画像検出器１２との間隔を大きくすると、これに伴って増加する。
【００２８】
したがって、位相コントラストを半影のボケをしのいで実現して高鮮鋭な画像を得るために被写体Ｈと放射線画像検出器１２との間隔、放射線源６と被写体Ｈとの間隔または放射線物理特性などから、焦点サイズの上限が決まってしまう。他方で、一定以上の放射線量を得るためには、ある程度の焦点サイズが必要であることから焦点サイズの下限値が決まる。
このため、通常の医療施設で位相コントラスト撮影を行うには、焦点サイズは３０μｍ以上で３００μｍ以下であることが必要であり、好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
次に、本実施形態における作用について説明する。
まず、被写体台１０に患者の撮影部位である被写体Ｈが載せられると、圧迫板１１が下がって被写体Ｈを圧迫する。その際、被写体Ｈを提供する患者の撮影部位以外の体の部位は放射線遮蔽部材８によって放射線の照射領域内に入り込まないようになっている。
【００３０】
その後、入力装置１４ｂから入力された撮影条件に基づいて、図示しない駆動手段によって輝尽性蛍光体シートを収納したカセッテを装着した検出器保持部１２が支持部５のガイドレールに沿ってスライドし、所定の位置に配置される。
検出器保持部１２が配置された位置は、図示しない保持部位置判別装置により認識されて、この位置情報に対応する絞り値になるように絞り装置７の絞り口の開閉が制御される。
【００３１】
その後、図示しない制御装置が入力装置１４ｂからの信号を受けると、制御装置は、電源部１５から放射線源６に対して所定の管電圧及び管電流を印加するように制御し、放射線源６から被写体台１０に載置された被写体Ｈに対して、放射線が照射される。このとき、放射線は、所定の大きさに開かれた絞り装置７の絞り口により制限され、所定の照射野すなわち輝尽性蛍光体シート全面領域内に照射される。
【００３２】
放射線源６から放射線が照射されている間、被写体Ｈを透過した放射線量が放射線量検出部１３により検出され、透過線量が所定の線量に到達すると、前記制御装置に対して信号が送信される。信号が伝達されると、制御装置は、電源部１５の管電圧と管電流の印加を停止させ、放射線源６からの放射線の照射を停止させる。
【００３３】
以上述べたように、本実施形態によれば、位相コントラスト撮影を行う場合において、放射線遮蔽部材８が被写体台１０と検知器保持部１２との間に患者の体が入り込むことを防止できるので、放射線が患者の撮影部位以外の部位に照射されることによる患者の被曝及び撮影画像への患者の写り込みを防ぐことができる。
【００３４】
また、放射線遮蔽部材８は放射線を遮蔽することのできる材料で形成されているので、放射線源６からの放射線の直接的な照射による患者の被曝のみならず、被写体で散乱した散乱放射線による患者の被曝をも防止することが可能となる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、放射線遮蔽部材８を平板な板状のものとしたが、形状はこれに限定されず、例えば、図２に示すように、被写体台１０と検出器保持部１２との間の患者側に対向する面及びその両側面を囲むように設けてもよい。
この場合、放射線遮蔽部材８は、図２に示すように、被写体台１０と検出器保持部１２との間の両側面を完全に覆うものとしてもよいし、被写体台１０及び検出器保持部１２の両側面のうち患者側に近い部分のみを囲むように設けてもよい。
【００３６】
また、本実施の形態において、放射線遮蔽部材８は検出器保持部１２の移動可能範囲であって検出器保持部１２と被写体台１０との間隔を最大にしたときの検出器保持部１２の位置に対応するものとしたが、放射線遮蔽部材８は被写体台１０と検出器保持部１２との間の空間を覆うものであれば足りる。例えば、図３に示すように、被写体台１０の前端部の下方であって検知器保持部１２の端部に接する位置に２枚の板が重なり合う構造を有する放射線遮蔽部材８を設け、検出器保持部１２がガイドレールに沿って移動する際には、この放射線遮蔽部材８の２枚の板が互いに摺接しながら検出器保持部１２の移動に伴って、検出器保持部１２の移動方向にスライドするように設けてもよい。
【００３７】
また、本実施の形態においては、検出器保持部１２を撮影装置本体部２の支持部５のガイドレールに沿って移動可能となるように設けたが、図４に示すように、検出器保持部１２を支持部５の複数箇所に取り付け、各々を必要に応じて取り外しが可能なものとしてもよい。この場合、放射線遮蔽部材８は、被写体台１０の端部であって被写体Ｈを提供する患者に対向する面に接して設けられている。
【００３８】
また、本実施の形態においては、放射線遮蔽部材８は、被写体台１０の端部下方に放射線源６の放射線照射方向に延在するように設けるものとしたが、図４に示すように、放射線遮蔽部材８は、被写体台１０の端部であって被写体Ｈを提供する患者に対向する面に接して設けられるようにしてもよい。
【００３９】
さらに、本実施形態では、撮影装置本体部２の支持部５に検出器保持部１２を設けて、この検出器保持部１２に輝尽性蛍光体シートを収納したカセッテを保持させるようにしたが、検出器保持部１２に保持させる放射線画像検出器はこれに限られるものではない。例えば、Ｘ線蛍光増感紙とハロゲン化銀写真フィルムとを組み合わせたスクリーン・フィルムシステム、放射線エネルギーを光に変換するシンチレータとその光を検出する光半導体素子を２次元に配列した放射線画像検出器、放射線エネルギーを直接に電気信号に変換する光導電体とその電気信号を検出する半導体素子を２次元に配列した放射線画像検出器、放射線を光に変換するシンチレータとその光をＣＣＤやＣＭＯＳなどに集光するためのレンズとを組み合わせたものを２次元に配列した放射線画像検出器、放射線を光に変換するシンチレータとその光を光ファイバでＣＣＤやＣＭＯＳに導いて電気信号に置きかえる放射線画像検出器を検出器保持部１２に保持させるようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、放射線源の放射線照射方向に延在するように放射線遮蔽部材を設けたことにより、放射線源の照射領域内に患者が入り込むことを防止することができ、放射線が患者の撮影部位以外の部位に照射されることによる患者の被曝及び撮影画像への患者の写り込みを防ぐことができる。したがって、被写体を提供する患者の人体にとって安全であり、かつ、高コントラスト、高精密な撮影画像を提供することが可能となる。
【００４１】
次に、請求項２に記載された発明によれば、放射線源の放射線照射方向に延在するように設けられた放射線遮蔽部材は放射線を遮蔽することのできる材料によって形成されているため、被写体で散乱した散乱放射線もこの放射線遮蔽部材によって遮ることができる。したがって、放射線源からの放射線の直接的な照射による患者の被曝のみならず、散乱光による患者の被曝をも防止することが可能となるという効果がある。
【００４２】
さらに、請求項３に記載された発明によれば、被写体で散乱した散乱放射線による患者の被曝を防止して、安全に乳房画像撮影を行うことができるという効果がある。
【００４３】
また、請求項４に記載された発明によれば、被写体で散乱した散乱放射線による患者の被曝の危険性をさらに大きく低減させ、より安全に乳房画像撮影を行うことができるとの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る乳房画像撮影装置の側面図である。
【図２】本発明に係る乳房画像撮影装置の放射線遮蔽部材の一変形例を表した斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明に係る乳房画像撮影装置の放射線遮蔽部材の一変形例を表した撮影装置本体部の側面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す放射線遮蔽部材の動作状態を示す撮影装置本体部の側面図である。
【図４】本発明に係る乳房画像撮影装置の一変形例を表した側面図である。
【符号の説明】
１ 乳房画像撮影装置
２ 撮影装置本体部
３ 支持基台
４ 支軸
５ 支持部
６ 放射線源
６１ 焦点
７ 絞り装置
８ 放射線遮蔽部材
９ 本体部
１０ 被写体台
１２ 検出器保持部
１３ 放射線量検出部
１４ 操作装置
【出願人】 【識別番号】０００００１２７０
【氏名又は名称】コニカミノルタホールディングス株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内一丁目６番１号
【出願日】 平成１５年１月３０日（２００３．１．３０）
【代理人】 【識別番号】１０００９００３３
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
【公開番号】 特開２００４−２２９９００（Ｐ２００４−２２９９００Ａ）
【公開日】 平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願番号】 特願２００３−２２２４３（Ｐ２００３−２２２４３）