本发明专利技术提出了一种用于对诸如女性乳房的身体软组织进行成像的方法和设备(1)。组合了X射线投影技术和光学断层摄影技术。可以使用X射线源(3)和X射线探测器(5)通过X射线投影来采集针对乳房(17)第一图像的第一图像数据。可以使用包括光源(9)和光探测器(11)的光学断层摄影装置来采集针对第二图像的第二图像数据。从第一图像数据导出乳房(17)的估计的体光学性质。基于这种估计的体光学性质，从第二图像数据重建具有高图像质量的光学断层摄影图像。在乳房(17)的不同压缩状态下进行乳房摄影采集可以改进患者的舒适度。可以在两种不同压缩状态下采集乳房X射线照片，其中，第一压缩状态适于提供高的图像分辨率。在第二压缩状态，可以与光学断层摄影图像一同采集另一乳房X射线照片。可以使用两幅乳房X射线照片进行图像配准，由此可能提供用于先验变形的信息。可以通过在不同X射线设置下采集第一和第二乳房X射线照片来接收关于乳房之内组织成分的额外信息。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用X射线投影和光学断层摄影对身体软组织进行成像的 方法和设备
本专利技术涉及用于对诸如女性乳房的身体软组织进行成像的方法和设备。此外，本 专利技术涉及用于执行这种方法的计算机程序产品以及其上存储这种计算机程序产品的计算 机可读介质。
技术介绍
为了能够检查诸如女性乳房的身体软组织并可能探测其中的肿瘤组织，已经开发 出多种成像方法。 例如，乳房摄影成像使用X射线，X射线被投射通过乳房并在透射之后被探测，使 得从探测到的X射线强度分布可以导出关于乳房之内几何形状和X射线吸收结构的信息。 乳房摄影X射线投影采集的图像通常是二维（2D)的。 作为一种替代成像技术，开发出了光学断层摄影术。光学断层摄影是一种计算机 断层摄影技术，通过重建通过对象透射并散射的光获得的三维图像来生成对象的数字体模 型。其中，光学断层摄影使用了如下事实：对象通常至少部分是透光或半透明的。因此，这 些技术最适于例如存在于女性乳房中的软组织。例如，在漫射光学断层摄影（DOT)中，近红 外光谱中的光传输通过软组织对象并在透射之后被探测。由于各种组织类型的漫射特性不 同，从所探测的光强数据可以导出关于软组织体积之内结构性质和材料性质的信息。例如， 可以通过DOT获得关于氧合血红蛋白和去氧血红蛋白局部浓度的信息，这种信息可以允许 导出关于感兴趣区域中包括的组织的功能性质的附加信息。可以从这样采集的光学断层摄 影图像数据重建三维（3D)图像。例如，漫射光学断层摄影技术的空间分辨率通常相当粗 糙，例如在几个毫米的范围中。 Qianqian Fang ；Carp, S. A. ；Selb, J. ；Boverman, G. ；Quan Zhang ；Kopans, D. B.； Moore,R.H. ;Miller,E.L. ;Brooks,D.H· ;Boas,D.A.在 2009 年 1 月 Medical Imaging, IEEE Transactions 上，第 28 卷，第 1 期 30-42 页 doi :10. 1109/TMI. 2008. 925082 的文章 ^Combined Optical Imaging and Mammography of the Healthy Breast ：0ptical Contrast Derived From Breast Structure and Compression，公开了组合式 X 射线乳房摄影 / 漫射 光学乳房成像。不过，提出的方法仍然有着与例如图像质量和/或患者舒适度相关的缺点。
技术实现思路
例如，可能需要一种对诸如女性乳房的身体软组织进行成像的方法以及实施这种 方法的设备，其允许改进发生于身体软组织感兴趣区域之内的结构和组织特性的可视化。 具体而言，例如可能需要一种以高的空间分辨率提供关于身体软组织特性的信息的成像方 法和设备。此外，可能需要一种适于在计算机上实施这种方法的计算机程序产品以及其上 存储有这种计算机程序产品的计算机可读介质。 可以由独立权利要求的主题满足现有技术方法缺点造成的一些需求。在从属权利 要求中界定了本专利技术的更多实施例。 根据本专利技术的第一方面，提出了一种对身体软组织进行成像的方法，包括如下步 骤：(a)使用X射线投影采集针对所述身体软组织的感兴趣区域的第一图像的第一图像数 据；(b)使用光学断层摄影采集针对所述身体软组织所述感兴趣区域的第二图像的第二图 像数据；(c)从所采集的第一图像数据导出所述感兴趣区域中的所述身体软组织的估计的 体光学性质；并且（d)使用所述导出估计的体光学性质从所述第二图像数据重建所述第二 图像。 可以按照与指出的不同的次序执行方法步骤。例如，可以反转步骤（a)和（b)的 次序。 本专利技术第一方面背后的大意可以被视为通过如下方式实现协同效果：使用两种不 同类型的成像，即X射线投影成像和光学断层摄影来采集图像数据，其中，不仅组合了每种 成像技术的优点，而且可以实现其他有利效果。 例如，从如下事实可以获得益处：使用X射线投影采集的第一图像数据可以提供 以高的空间分辨率表示射线成像的身体软组织的X射线吸收特性的二维图像。从这样的第 一图像数据，可以导出身体软组织体中光学性质的估计。接下来可以使用这样的信息来改 进从使用光学断层摄影技术采集的第二图像数据重建第二图像。典型地，这样的第二图像 重建可能是复杂的，可能会出现不准确，因为在这种重建中，在启动重建之前一般必须要做 出具体的假设。确定这种假设一般是复杂的，并可能导致重建图像中的不准确。尤其是，这 种假设可能涉及到要使用光学断层摄影进行成像的身体软组织中存在的体光学性质，因为 这种体光学性质可以影响到用于光学断层摄影的光的透射和漫射。 本文中提出，通过从允许以高的空间分辨率导出体光学性质的先前采集的X射线 投影图像数据导出身体软组织的估计的体光学性质来提供这种体光学性质的高质量估计。 使用这种估计的体光学性质，可以改进光学断层摄影图像的重建，尤其可以显示增大的空 间分辨率。 可以将所提出方法的实施例特别用于对女性乳房成像。然后可以使用乳房摄影X 射线投影采集第一图像数据，第一图像也可以被称为乳房X射线照片。在对女性乳房的这 种成像中，可以有利地使用漫射光学断层摄影（DOT)来采集第二图像数据。DOT可以提供包 括关于感兴趣区域中包括的组织的功能信息的三维图像。 提出的成像方法还可以包括额外的过程步骤：使用X射线投影采集针对身体软组 织的感兴趣区域的第三图像的第三图像数据。其中，在所述身体软组织处于第一压缩状态 时采集所述第一图像数据，在所述身体软组织处在比所述第一压缩状态压缩更低的不同的 第二压缩状态时采集所述第二和第三图像数据。 采集第三图像数据可以进一步改进通过光学断层摄影采集的第二图像的重建。具 体而言，可能有益的是在乳房高压缩下采集例如女性乳房的第一图像数据，此外，在乳房更 低压缩下采集第三图像数据，两个图像数据都是使用X射线投影采集的。而在乳房高压缩 下，可以采集高质量且高信息含量的乳房X射线照片，高压缩对于患者而言可能是不舒服 的。由于光学断层摄影需要较长的照明周期，所以可以在乳房的更低压缩下使用光学断层 摄影采集第二图像数据，由此相当大地改进了患者的舒适性。为了更好地将第一图像数据 和第二图像数据相关（这些第一和第二图像数据是使用不同的成像技术，在不同压缩状态 下采集的），进一步采集第三图像数据，这些第三图像数据是使用与第一图像数据相同的技 术，在与第二图像数据相同的压缩状态下采集的。 例如，可以将第一图像数据和第三图像数据彼此弹性配准。由此，可以导出与乳房 的第一和第二压缩状态相关的所谓先验变形。这种先验变形可以包括关于被检查身体软 组织在第一压缩状态和第二压缩状态之间是如何变形的信息。可以在接下来从第二图像数 据重建第二图像时有利地使用这样的信息。 例如，可以使用先验变形中包含的信息来变换从在高压缩下采集的第一图像数据 导出的身体软组织的体估计光学性质。然后可以在额外使用这种变换的体光学性质的同 时，从在低压缩下采集的第二图像数据重建第二图像。 换言之，可以首先通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对身体软组织(17)进行成像的方法，所述方法包括：使用X射线投影采集针对所述身体软组织的感兴趣区域的第一图像的第一图像数据；使用光学断层摄影采集针对所述身体软组织的所述感兴趣区域的第二图像的第二图像数据；从所采集的第一图像数据导出所述感兴趣区域中的所述身体软组织的估计的体光学性质；使用所述估计的体光学性质从所述第二图像数据重建所述第二图像。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.23 US 61/563,0911. 一种对身体软组织（17)进行成像的方法，所述方法包括： 使用X射线投影采集针对所述身体软组织的感兴趣区域的第一图像的第一图像数据； 使用光学断层摄影采集针对所述身体软组织的所述感兴趣区域的第二图像的第二图 像数据； 从所采集的第一图像数据导出所述感兴趣区域中的所述身体软组织的估计的体光学 性质； 使用所述估计的体光学性质从所述第二图像数据重建所述第二图像。2. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 使用X射线投影来采集针对所述身体软组织的所述感兴趣区域的第三图像的第三图 像数据； 其中，所述第一图像数据中在所述身体软组织处于第一压缩状态时采集的，而所述第 二图像数据和所述第三图像数据是在所述身体软组织处于比所述第一压缩状态压缩更低 的不同的第二压缩状态时采集的。3. 根据权利要求2所述的方法，还包括： 弹性地配准所述第一图像数据和所述第三图像数据，由此导出与所述身体软组织的所 述第一压缩状态和所述第二压缩状态相关的先验变形。4. 根据权利要求3所述的方法，还包括： 使用先验变换对先前导出的估计的体光学性质进行变换；并且 额外地使用这样的经变换的体光学性质从所述第二图像数据重建所述第二图像。5. 根据权利要求2到4之一所述的方法， 其中，所述第一图像数据是利用针对X射线能量、X射线光谱和/或X射线剂量的第一 设置来采集的，并且 其中，所述第三图像数据是利用针对X射线能量、X射线光谱和/或X射线剂量的不同...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·戈森，H·S·黑泽，T·克勒，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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