一种用于产生病人乳房图像的装置，所述装置包括： 托台框； 至少一个马达，用于移动托台框以形成数据采集几何构型，在该数据采集几何构型中图像数据被采集； 固定到所述托台框上以随托台框移动的辐射束的源； 固定到所述托台框上以随托台框移动的两维（２Ｄ）数字检测器，所述２Ｄ数字检测器被安置在辐射束的路径中；和 采集数据时病人躺在其上面的桌子，桌子支撑病人以便乳房被安置在锥形束辐射源和所述２Ｄ数字检测器之间，所述桌子具有孔，乳房延伸通过它，且该孔经配置以便整个乳房延伸穿过所述孔，所述桌子在辐射束的路径上； 其中所述至少一个马达移动所述托台框以便２Ｄ数字检测器进行乳房的体积扫描。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及乳房成像中锥形束体积计算的X射线断层摄影术(CBVCT)，特别涉及更好利用来自辐射源的辐射，检测器的数据输出，或两者的改进。应该理解贯穿本专利技术提到的乳房成像(乳房X射线摄影术)是说明性的而非限制性的，因为本专利技术可广泛应用至乳房成像。
技术介绍
乳癌代表一种重要的健康问题。在美国每年诊断180000例新病例，且近45000名妇女死于该病。乳房成像的临床目标是在肿瘤块尽可能小，优选直径小于10mm的时候检查出它们。据报导，经乳房X射线摄影术检查有1-10mm的乳房癌的妇女中93％的有16年的生存几率。传统荧光屏胶片乳房X射线摄影术是目前可利用的乳癌早期检查最有效的工具。然而，乳房X射线摄影术检查小乳癌(几毫米以下)具有相对低的灵敏度。由于良性的和恶性的损伤外观上的交叠使得乳房X射线摄影术的确切性(specificity)和肯定的预报(positivepredictive)仍然有限。乳房X射线摄影术在乳癌检查上有限的灵敏度和确切性是由于其对比检查能力(contrast detectability)的不足，这对所有类型的投影成像技术是普遍的(投影成像仅有高达10％的对比检查能力)。传统乳房X射线摄影术在临床前阶段能够识别恶性肿瘤的灵敏度大都受乳房周围软组织的本质影响。周围组织会影响硬化的检查至较低的程度。代表检查到癌症的病人身上大多数肿瘤，与硬化无关的乳房块的察觉极大地受乳房X射线摄影术的软组织图案的影响。因此传统乳房X射线摄影术通常由于极低的对比分辨率而不能直接检查几毫米的肿瘤。传统乳房X射线摄影术要求图像微硬度超高分辨率(50-100μm/像素)以补偿不足的对比分辨率。乳房X射线摄影术不能证明30％-35％的初期癌症。此外，不是所有用乳房X射线摄影术检查的乳癌能足够早地发现以治疗。最多，传统乳房X射线摄影术可以最高减少50％的死亡率。这是重要的收获，但有相当大的在早期检查乳癌的改进余地。乳房X射线摄影术相对低的确定性导致不确定病例的活组织检查，尽管较高成本和施加给病人的压力的不利。需要更精确的乳房损伤的表征以降低活组织检查率和活组织检查的假阳性比率。有几种成图像的放射学和生物学表征乳癌的方法。第一，癌由于具有不同的X射线线形衰减系数，如图1所示。第二，癌和缺少增长的良性肿瘤相比具有显著高的体积增长速率。第三，癌具有可与良性肿瘤可区分的图案。第四，良性肿瘤在静脉对比注射后显示出不同的对比增强。第五，新血管分布(neovacularity)的出现表示癌变。传统乳房X射线摄影术主要依靠第一个特征且部分使用第三个特征用于乳癌检查。因为乳房X射线摄影术是两维静态成像技术，其不能提供关于特征2，4，或5的任何信息。目前，乳癌的放射学评估是重要的，不仅用于疾病的早期检查，而且用于响应治疗的分级和监视。迄今，传统荧光屏胶片乳房X射线摄影术已经被证明是目前可利用的乳癌早期检查的最昂贵的工具。然而，乳房X射线摄影术的确定性和肯定的预报值由于良性和恶性损伤外观的交叠和不足的对比检查能力而保持有限，这是所有投影成像技术的共同现象。投影成像可最大有10％的对比检查能力。因此活组织检查通常在不确定病例中是必要的，尽管较高成本和给病人造成压力的不足。因此需要更精确的乳房损伤的表征以便减少活组织检查的比率。在过去的十年里，乳房MRI获得在乳房X射线摄影术和/或超声之后，特别在乳房手术后和在检查多病灶乳癌中澄清不确定病例的角色。然而，将MR并入到临床实践中为大量限制所阻碍，包括长的扫描时间和MR检查的高额费用。此外，许多病人不能经受MR，因为MR禁忌症(如，动脉瘤夹子，起搏器)或严重的幽闭恐怖症。乳房损伤的MR表征主要基于良性和恶性损伤的不同增长速率。MR中空间和时间分辨率之间的恒定的折衷使得实现空间分辨率以提高损伤检查和表征变得困难。标准扇束计算的X射线断层摄影术(CT)，包括螺旋CT，已经被评价为潜在的用于表征乳房损伤的工具。最早期的工作是基于使用整体扫描仪的传统或螺旋技术。然而，该技术有大量的缺点，包括显著增加辐射剂量，这是因为传统CT不能用来仅针对乳房，因此大多数x射线被浪费于整个身体扫描中。这导致相对低的平面内空间分辨率(通常为1.0lp/mm)，甚至更低的跨平面分辨率(在垂直于切片的方向上低于或等于0.5lp/mm)，且延长量的扫描时间，因为螺旋CT一片一片地扫描整个体积，且对于整个乳房扫描要120秒。对于1mm/切片和12cm的范围最新的多环螺旋CT也要15-30秒。超声在表征损伤边缘和识别微硬化时分辨率差。而且超声极度依赖于操作员。此外，对于传统乳房X射线摄影术，挤压对于更好的低对比检查能力是重要的。然而，即使挤压对他们无害病人也会不舒服。上面提到的母案申请教导使用锥形束体积计算X射线断层摄影术(CBVCT)用于乳房成像，所谓的锥形束体积CT乳房成像(CBVCTBI)技术。病人躺在具有要成像的乳房延伸超过它的乳房孔的桌子上。托台框(gantry frame)绕乳房旋转辐射源和探测器。然而，由于辐射源和要求实现体积扫描的桌子的相对定位，辐射源可相对桌子定位较低以至整个乳房可不位于锥形束(半锥形束)中。而且，在最小化病人不适时补偿乳房形状并有效地分析相应于乳房组织和损伤的信号是有帮助的。而且，增加检查小乳癌的灵敏度而不提高病人剂量水平或降低病人剂量水平而不降低CBVCTBI的图像质量是有帮助的。
技术实现思路
从前面的说明可以显然看出本领域中存在对乳房成像系统和方法的需求，其克服上面提到的传统技术的限制。因此本专利技术的首要目的是提供临床上有用的用于乳癌的精确检查，诊断和治疗计划制定的三维成像技术。本专利技术的另一个目的是提供乳房成像技术，其可以仅用单个快体积扫描操作提供乳房解剖结构的具有高等方性空间分辨率和损伤位置的真实三维(3D)描绘，而传统乳房X射线摄影术仅提供两维投影图像。本专利技术另一个目的是提供成像技术以用X射线断层摄影术从邻近平面中其它物体中离析出乳癌，然后消除交叠并除去叠加的结构。本专利技术的另一个目的是提供相比传统乳房X射线摄影术更高对比分辨率和用于乳癌检查的适当的空间分辨率。本专利技术的另一个目的是相比传统乳房X射线摄影术，提高由于高的多的低对比分辨率的尺寸为几毫米的乳癌(肿瘤)的检查能力。本专利技术的另一个目的是提供用于目标成像的高分辨率感兴趣体积(VOI)重构模式和与传统乳房X射线摄影术相比的乳房肿瘤更好的三维表征。本专利技术的另一个目的是提供三维X射线断层摄影重构技术以检查癌与周围组织之间的x射线线形衰减系数的差(癌具有与周围组织不同的x射线衰减系数。)。本专利技术的另一个目的是相对传统乳房X射线摄影术，提供乳癌边界图案的精确描绘以便更好地表征乳房肿瘤(癌具有可与良性肿瘤区分的边界图案)。本专利技术的另一个目的是和传统乳房X射线摄影术相比，通过允许更精确的相对短时间段内损伤体积变化的测量而提高乳癌检查中的确定性(癌具有比良性肿瘤快得多的体积增长)。本专利技术的另一个目的是通过减少要求的乳房压缩的量而增加病人的舒服。本专利技术的另一个目的是使用基于CBVCTBI图像的体积计算增长测量技术(正增长和负增长)以确定乳癌的恶性和监视乳癌治疗的效果(该方法也可以用于其它恶性肿瘤，如肺癌)。本专利技术的另一个目的是用比传统乳房X射线摄影本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：洛拉·宁，
申请(专利权)人：罗切斯特大学，
类型：发明
国别省市：
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