增强包括扁平化的乳房的厚度方向上的空间分辨率的X射线乳房断层摄影制造技术

用于增强乳房为了检查而被扁平化的方向上的空间分辨率的乳房X射线断层摄影的系统和方法。除了与已知的乳房断层摄影相类似的在较短的源轨迹上的二维投影断层摄影图像ETp1的X射线数据获取之外，在较长的源轨迹上拍摄补充的二维图像ETp2，并且两组投影图像被处理为展现包括在乳房的厚度方向上的增强的空间分辨率的乳房切片图像ETr。附加的特征包括对直立患者的扁平化的乳房的乳房CT、多模式断层摄影以及保护患者免受移动设备的伤害。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的引用本申请要求2013年10月9日递交的美国临时申请No.61/888,825号的权益，并且是要求2011年10月5日递交的美国临时申请No.61/390,053号的权益的2012年10月5日递交的美国申请No.13/253,728的部分继续申请。本申请通过引用并入上述专利申请的内容。
本专利说明涉及乳房的x射线成像，并且更具体地，涉及增强包括在扁平化的乳房的厚度方向上的三维x射线乳房断层摄影图像的空间分辨率。附加的方面涉及包括多模式断层摄影、扁平化的乳房的CT以及乳房x射线照相术的多模式x射线乳房成像，涉及x射线测量的相关处理并且涉及保护患者免受设备的移动部分的伤害。
技术介绍
乳腺癌依然是牵涉对早期以及精确的检测的需要的主要健康问题。X射线成像已长期被用作用于筛选和诊断的黄金标准。传统的x射线方式是乳房x射线照相术“M”，其中乳房被压迫和扁平化，并且使用在乳房一侧的x射线源和在另一侧的成像接收器来拍摄投影x射线图像“Mp”，通常利用在乳房和接收器之间的反散射栅。接收器多年来是x射线膜，但是现在数字平板成像接收器已变得流行。随着共同受让人近几年所提供的包括以商标名的系统在本国和国外的广泛的接受，X射线乳房断层摄影“T”已取得重要进展。以这种方式，乳房也被压迫和扁平化，但是至少x射线源围绕压迫的乳房移动，并且图像接收器拍摄多个投影图像“Tp”，每个图像在成像x射线束相对于乳房的相应角度。系统以x射线断层摄影术模式T操作，以围绕患者的扁平化的乳房旋转x射线源，而平板成像x射线接收器对于轨迹上的基本上小于180°的旋转角度的每次增量而拍摄相应的二维投影断层摄影图像Tp。作为一个示例，轨迹相对于0°的位置延伸±7.5°，其可以但不一定与传统的乳房x射线照相术M中的CC或MLO位置相同。系统将得到的二维投影图像Tp(例如15个图像Tp)处理为可以被变换为重构的切片图像“Tr”的体素值的三维重构图像，每个切片图像表示具有选择的厚度和方位的乳房切片。共同受让人所提供的断层摄影系统响应于操作者控制而以附加的乳房x射线照相术模式M操作，以产生可以与传统的乳房x射线照片相同或相类似的乳房x射线照片图像Mp。此外，系统中的一些从乳房的重构三维图像或从图像Tr合成乳房x射线照片。在美国专利No.4,496,557、5,051,904、5,359,637、6,289,235、6,375,352、6,645,520、6,647,092、6,882,700、6,970,531、6,940,943、7,123,684、7,356,113、7,656,994、7,773,721、7,831,296和7,869,563；DigitalClinicalReports,Tomosynthesis(GEBrochure98-5493,1998年11月)；DGGrant,“Tomosynthesis:athree-dimensionalimagingtechnique”,IEEETrans.Biomed.Engineering,第BME-19卷，#1(1972年1月)，第20-28页；2004年11月15日递交的标题为“Matchinggeometrygenerationanddisplayofmammogramsandtomosynthesisimages”的美国临时申请No.60/628,516；由意大利的I.M.SInternazionalMedicoScintificaofBologna以GiottoImgaes3D的名称宣布的系统以及由德国/美国的SiemensHealthcare宣布的三维乳房断层摄影系统中讨论了已知的T和M操作模式的示例。已知用于从断层摄影投影重构切片图像的若干算法，包括滤波反投影和矩阵反演处理，并且已建议组合来自这两者的信息。参见ChenY,Lo,JY,BakerJA,DobbinsIIIJT的用于较好的数字乳房断层摄影重构的利用矩阵反演断层摄影(MITS)和滤波反投影(FBR)的高斯频率混合算法，MedicalImaging2006:PhysicsofMedicalImaging,ProceedingofSPIEVol.6142,61420E,(2006)。患者胸部的整体CTx射线成像也可以提供乳房的三维图像，但是也向胸腔传递了电离辐射。此外，在整体x射线CT中，乳房的空间分辨率趋向于低于乳房x射线照相术和断层摄影中的空间分辨率，这是因为图像矩阵包括整个胸而不仅是乳房。对患者的全部x射线剂量趋向于较高。其它方式也可以生成乳房图像，例如MRI、发射成像、热成像及其它，但是由于各种固有的限制而尚未广泛用于仅乳房的成像。它们典型地不适用于筛选，筛选要求这种系统可能缺少的一组实用属性，例如良好的患者流、患者不舒适和时间相对低的水平、快速检查、以及用于实际检查和用于解释得到的图像的相对低的每个患者成本。仅乳房的CTx射线成像已被提出，并且可以生成高空间分辨率图像，但是相信已被在临床使用的设备需要特殊的桌子，患者以俯卧位躺在该桌子上，并且乳房通过桌子开口向下凸出并向几乎水平的成像X射线束暴露。乳房在冠状平面中不是扁平的，因此不存在乳房照片和断层摄影图像所享有的扁平化的益处，例如伸展病灶以用于较好地成像和减少每单位区域的皮肤X射线剂量。在美国专利No.3,973,126、6,748,044和6,987,831、7,120,283、7,831,296、7,867,685中讨论了仅乳房X射线CT的示例，并且2013年10月3日公布的美国申请No.2013/0259193A1提出了CT扫描站立患者的被一对或两对相对的压迫桨限制的乳房。
技术实现思路
本专利说明描述了x射线乳房断层摄影中的进步，其提高了包括在扁平化的乳房的厚度方向上的空间分辨率而不导致已知的整体CT以及甚至仅乳房的CT的费用和辐射剂量增大。本专利说明标记为增强的断层摄影“ET”的新的途径拍摄可以与当前在所述的系统中使用的图像相类似或相同的第一系列的投影图像“ETp1”，但是此外还拍摄来自可以更粗糙地有角度地间隔但是在较长的源轨迹上的成像位置的、或者以其它方式与图像ETp1不相同的补充的二维断层摄影投影图像“ETp2”，并在重构改进的乳房三维图像和改进的乳房切片Tr图像时使用图像ETp1和ETp2这两者。可以在相对于图像ETp2的任意时间拍摄图像ETp1，例如在时间和/或空间/角度上之前或之后以及甚至交错。用于拍摄图像ETp1和ETp2的x射线源轨迹可以在扁平化的乳房周围的可以重叠或不重叠的不同弧度上，或者用于E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线乳房成像系统，包括：乳房固定器，所述乳房固定器被配置用于使患者的乳房扁平化；X射线源和X射线成像接收器，所述X射线源和X射线成像接收器被配置用于在增强的断层摄影模式ET中对乳房进行成像，在该增强的断层摄影模式ET中，所述接收器在所述源的绕所述固定器的第一轨迹的过程中获得相应的二维2D投影断层摄影X射线图像ETp1，并在所述源的绕所述固定器的较长的第二轨迹的过程中获得图像ETp2；计算机实现的图像处理器，所述计算机实现的图像处理器被配置用于对所述图像ETp1和ETp2应用断层摄影图像重构处理，以获得重构的图像ETr，所述ETp1图像比所述ETp2图像对所述图像ETr贡献更多的高空间频率分量，并且所述重构的图像ETr表示具有所选的厚度和方位的相应的乳房切片；以及显示器，所述显示器被配置用于显示与所述三维重构的图像相关的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.09 US 61/888,8251.一种X射线乳房成像系统，包括：
乳房固定器，所述乳房固定器被配置用于使患者的乳房扁平化；
X射线源和X射线成像接收器，所述X射线源和X射线成像接收器被配置用于在增强的断
层摄影模式ET中对乳房进行成像，在该增强的断层摄影模式ET中，所述接收器在所述源的
绕所述固定器的第一轨迹的过程中获得相应的二维2D投影断层摄影X射线图像ETp1，并在
所述源的绕所述固定器的较长的第二轨迹的过程中获得图像ETp2；
计算机实现的图像处理器，所述计算机实现的图像处理器被配置用于对所述图像ETp1
和ETp2应用断层摄影图像重构处理，以获得重构的图像ETr，所述ETp1图像比所述ETp2图像
对所述图像ETr贡献更多的高空间频率分量，并且所述重构的图像ETr表示具有所选的厚度
和方位的相应的乳房切片；以及
显示器，所述显示器被配置用于显示与所述三维重构的图像相关的图像。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述源和接收器还被配置用于另外在断层摄影模
式T中操作，在所述断层摄影模式T中，所述源仅在所述第一轨迹中移动，并且仅所述图像
Tp1被获得并被处理为乳房切片图像。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述源和接收器还被配置用于替代性地在乳房X射
线照相术模式M中操作，在所述在乳房X射线照相术模式M中，所述源和接收器保留在相对于
所述乳房固定器的固定位置中，而所述接收器生成X射线乳房X射线照片Mp。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述源和接收器还被配置用于绕所述乳房固定器
旋转，同时所述接收器生成多个CT投影图像CTp。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述源和所述接收器均被配置为在所述接收器获
得所述ETp2图像的过程中绕所述乳房固定器移动，并且所述系统还包括患者防护罩，所述
患者防护罩被配置为包围移动的所述源和所述接收器。
6.根据权利要求1所述的系统，包括患者防护罩，所述患者防护罩围绕所述第一轨迹和
第二轨迹，并具有中心开口，所述乳房固定器位于所述中心开口内，其中所述中心开口足够
大以使患者将她的臂部插入其中，使得当所述患者的乳房在所述乳房固定器中被扁平化时
所述患者腋部的至少重要的部分进入成像体积。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述乳房固定器被配置用于在所述中心开口内从
中心位置向接近于所述中心开口的周界周围并更接近于所述接收器的位置径向地移动。
8.根据权利要求1所述的系统，包括患者防护罩，所述患者防护罩围绕所述源的所述第
一轨迹和第二轨迹，并具有在所述源轨迹之外的弧度内的用于所述患者的下部身体的开
口。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一轨迹在7.5°-50°的弧度上，并且所述第二
路径在50°-250°的弧度上。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理器还被配置用于从投影断层摄影图
像生成所述乳房的合成乳房X射线照片。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述源被配置用于发射对于基本上所有的投影图
像ETp1和ETp2在所述接收器处贡献基本上恒定的光子计数的辐射。
12.一种具有多个操作模式的X射线乳房成像系统，包括：
乳房固定器，所述乳房固定器被配置用于使患者的乳房在成像体积中扁平化；
X射线源和X射线成像接收器，所述X射线源和X射线成像接收器被配置用于选择性地在
以下系统模式中的任一种中操作：
(a)乳房X射线照相术模式M，(b)断层摄影模式T，以及(c)增强的断层摄影模式ET；
其中(a)当在模式M中时，所述系统产生在所述源和接收器在相对于所述固定器的固定
位置处时所拍摄的乳房X射线照片图像Mp，(b)当在模式T中时，所述系统产生多个二维2D投
影图像Tp，每个从绕所述固定器的源轨迹T中的所述源的相应位置拍摄，以及(c)当在模式
ET中操作时，所述系统产生从绕所述乳房固定器的第一源轨迹ET1中的所述源的相应位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·P·史密斯，J·斯坦恩，K·德夫里塔斯，I·肖，
申请(专利权)人：霍罗吉克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US