用于乳腺成像的多模式系统技术方案

一种用于乳腺成像的多模式系统，包括：x射线源和x射线检测器，x射线检测器配置为检测来自x射线源的在穿过乳腺之后的x射线。该系统包括能操作地连接到x射线检测器的x射线检测器平移系统，以便能够将x射线检测器从乳腺的第一位移平移到紧邻乳腺或与乳腺接触中的至少一个的第二位移。系统包括x射线图像处理器，其配置为：从x射线检测器接收CT数据集，CT数据集由x射线检测器在第一位移处检测；计算乳腺的CT图像；从x射线检测器接收乳腺x射线摄影数据集，乳腺x射线摄影数据集由x射线检测器在第二位移处检测；以及计算乳腺的乳腺x射线摄影图像。像。像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于乳腺成像的多模式系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年1月16日提交的第62/961,886号美国临时申请的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文中。
[0003]本专利技术是在美国国立卫生研究院(NIH)授予的拨款号R01CA181081和R01CA214515在政府支持下进行的。政府享有本专利技术的某些权利。


[0004]本专利技术当前要求保护的实施方式针对医学成像和引导系统，并且更具体地针对乳腺x射线成像和活组织检查引导系统。

技术介绍

[0005]尽管当前乳腺成像的现有技术通常是数字乳腺x射线摄影，有时与通常称为融合断层(tomosynthesis)的有限角度断层摄影相联接，但是乳腺成像界认识到这些二维或伪三维成像模式没有完全满足乳腺癌检测、诊断和评估的需要。
[0006]一些研究人员和公司已经研究了计算机断层扫描原理在乳腺成像中的应用，包括由通用电气(1)等进行的早期努力以及由加州大学戴维斯分校(2)、科宁公司(3)等进行的最新研究。由这些研究学习和专利描述的系统通常描述了一次对单个乳腺成像，其中患者俯卧在桌子上，乳腺以所谓的悬垂位置悬挂在该桌子中的孔中。
[0007]然而，这些基于乳腺计算机断层扫描(CT)的系统中都没有包括成像系统除了完全3D CT数据集之外还产生乳腺x射线图像的能力，而不必在单独的成像系统之间移动患者。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的一些实施方式，一种用于乳腺成像的多模式系统包括x射线源和x射线检测器，x射线检测器配置为检测来自x射线源的在穿过乳腺的至少部分之后的x射线。多模式系统包括x射线检测器平移系统，x射线检测器平移系统可操作地连接到x射线检测器，以便能够将x射线检测器从乳腺的第一位移平移到紧邻乳腺或与乳腺接触中的至少一个的第二位移。多模式系统包括x射线图像处理器，x射线图像处理器配置为与x射线检测器通信，以便：从x射线检测器接收计算机断层扫描(CT)数据集，CT数据集由x射线检测器在第一位移处检测；基于CT数据集计算乳腺的CT图像；接收来自x射线检测器的乳腺x射线摄影数据集，乳腺x射线摄影数据集由x射线检测器在第二位移处检测；并且基于乳腺x射线摄影数据集计算乳腺的乳腺x射线摄影图像。
[0009]根据本专利技术的一些实施方式，一种用于执行多模式乳腺成像的方法包括：从x射线检测器在距乳腺的第一位移处获得CT数据集；以及基于CT数据集计算乳腺的CT图像。方法还包括在紧邻乳腺或与乳腺接触中的至少一个的第二位移处从x射线检测器获得乳腺x射线摄影数据集，以及基于乳腺x射线摄影数据集计算乳腺的乳腺x射线摄影图像。
附图说明
[0010]通过考虑说明书、附图和实施方式，进一步的目的和优点将变得显而易见。
[0011]图1A是根据本专利技术的一些实施方式的用于乳腺成像的多模式系统的俯视图的示意图。图1A示出乳腺计算机断层扫描(CT)的配置中的系统，其中x射线束从x射线源射出、穿过x射线准直器、穿过乳腺、并且撞击检测器。该系统能够围绕乳腺完全(大于360
°
)旋转以采集乳腺CT数据。x射线源从源的旋转轴定位到等中心距离(SIC)，并且等中心和x射线检测器之间的距离定义为检测器到等中心距离(DIC)。
[0012]图1B是根据本专利技术的一些实施方式的用于乳腺成像的多模式系统的侧视图的示意图。图1B示出乳腺CT的配置中的系统，其中x射线管支承件和检测器支承件搁置在旋转台架上。台架围绕由轴承系统限定的等中心旋转，并且由电机驱动，电机通常是轴承系统的一部分。
[0013]图2A和图2B是根据本专利技术的一些实施方式的能够重新定位x射线检测器的多模式系统的示意图。图2A示出乳腺CT采集的几何结构，而图2B示出2D乳腺x射线摄影采集的几何结构，其中x射线管和相关的支承结构沿着台架朝向乳腺平移，以减小DIC。这种几何结构类似于数字乳腺x射线摄影的几何结构。
[0014]图3A和图3B示出当系统用于数字乳腺x射线摄影采集模式中时引入防散射x射线栅格，以减小该采集几何结构中的散射。在采集数字乳腺x射线图像之前，x射线散射栅格可以被机械地转换为x射线场。
[0015]图4A和图4B示出根据本专利技术的一些实施方式的x射线检测器的平移。在图4B中，整个台架已经相对于其在台架电机组件上的安装支架平移。这种几何结构保持2D乳腺x射线摄影采集的源到检测器距离与用于3D乳腺CT采集的源到检测器距离相同。在这种配置中，x射线管支承件和检测器支承结构不必在台架顶部上平移；相反，台架相对于电机组件平移。
[0016]图5A示出CT采集几何结构，并且图5B示出具有与根据本专利技术的一些实施方式的防散射x射线栅格联接的台架平移几何结构的乳腺x射线摄影和融合断层采集模式。
[0017]图6A示出固定装置的引入，该固定装置也可以用于压缩乳腺，并且可以在系统的乳腺CT采集模式中使用。压缩/固定系统可以由穿过旋转台架和轴承组件的固定结构件支承，或它也可以悬挂在相对于患者的乳腺也是固定的患者台上。
[0018]图6B是在用于采集数字乳腺x射线图像的几何结构中由系统部署的乳腺压缩/固定系统的示意图。如图3B和图4B所示，可以在有或没有x射线散射栅格的情况下部署该系统。该图显示了乳腺x射线摄影几何结构，其中x射线管支承件和x射线检测器支承件用于相对于台架静止，并且台架在电机组件上平移。另一个实施方式将包括x射线检测器系统在台架上的平移，以实现乳腺x射线摄影几何结构，如图2B中所示。
[0019]图7是具有平面压缩表面的遥控压缩/固定装置的示意图。如图所示，表面中的一个或两个也可以提供活组织检查进入窗。
[0020]图8是具有非平面压缩表面的遥控压缩/固定装置的示意图，遥控压缩/固定装置可以用于以伪圆柱形方式定位乳腺，同时保持用于成像和活组织检查的优良固定。
[0021]图9是具有包含多个焦点的x射线管的乳腺CT系统的示意图，多个焦点通常沿着成像系统的z轴定位
‑
或共线地或在交错的位置。多个焦点使得能够以减小的锥角进行CT采集，并且在这种配置(被称为重叠几何结构)中，焦点中的每个可以沿着大部分或全部检测
器表面投影。
[0022]图10A是展示使用共面压缩系统的压缩乳腺的乳腺CT专用的管电流调制的示意图。
[0023]图10B是展示用于使用非平面压缩桨压缩和固定乳腺的乳腺CT专用的管电流调制的示意图。
[0024]图11是多源系统的示意图，其中仅一个(一个或几个，但不是全部)源用于对可疑病变的位置成像。这种几何结构允许增加x射线技术(mA或时间或kV，或其组合)以传递更高的信噪比(SNR)图像，尽管由于仅照射了小部分，所以对乳腺的剂量将是低的。这种几何结构实际上也消除了大的锥角，并且可以用作虚拟(x射线)图像活组织检查，或这种几何结构也可以用于引导乳腺的物理针芯(或其它)活组织检查。
[0025]图12是示出用于执行多模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于乳腺成像的多模式系统，包括：x射线源；x射线检测器，配置为检测来自所述x射线源的在穿过乳腺的至少部分之后的x射线；x射线检测器平移系统，能操作地连接到所述x射线检测器，以便能够将所述x射线检测器从所述乳腺的第一位移平移到紧邻所述乳腺或与所述乳腺接触中的至少一个的第二位移；以及x射线图像处理器，配置为与所述x射线检测器通信，以便：从所述x射线检测器接收计算机断层扫描(CT)数据集，所述CT数据集由所述x射线检测器在所述第一位移处检测；基于所述CT数据集计算所述乳腺的CT图像；从所述x射线检测器接收乳腺x射线摄影数据集，所述乳腺x射线摄影数据集由所述x射线检测器在所述第二位移处检测；以及基于所述乳腺x射线摄影数据集计算所述乳腺的乳腺x射线摄影图像。2.根据权利要求1所述的用于乳腺成像的多模式系统，还包括台架和台架控制器，所述台架机械地联接到所述x射线源和所述x射线检测器，其中，所述台架控制器配置为：在检测所述CT数据集期间，控制所述台架以围绕所述乳腺旋转所述x射线源和所述x射线检测器；以及当所述x射线检测器在所述第二位移处时，防止所述台架旋转。3.根据权利要求1和2中任一项所述的用于乳腺成像的多模式系统，其中，所述x射线图像处理器还配置为：接收来自用户的所述乳腺的区域的指示，所述区域将基于所述CT图像和所述乳腺x射线摄影图像中的至少一个进行活组织检查；以及控制机器人活组织检查组件以从所述区域获得组织。4.根据权利要求3所述的用于乳腺成像的多模式系统，其中，所述系统还包括所述机器人活组织检查组件。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的用于乳腺成像的多模式系统，其中，所述x射线检测器平移系统配置为在不改变所述x射线源的位置的情况下，将所述x射线检测器从所述第一位移平移到所述第二位移。6.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的用于乳腺成像的多模式系统，其中，所述x射线检测器平移系统还配置为平移所述x射线源，以便当所述x射线检测器在所述第一位移和所述第二位移处时，保持所述x射线源和所述x射线检测器之间的相同距离。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的用于乳腺成像的多模式系统，还包括乳腺固定装置，所述乳腺固定装置配置为在检测所述CT数据集和所述乳腺x射线摄影数据集中的至少一个期间固定所述乳腺。8.根据权利要求7所述的用于乳腺成像的多模式系统，其中，所述乳腺固定装置包括两个平面结构，所述两个平面结构配置为在所述两个平面结构之间压缩所述乳腺。9.根据权利要求7所述的用于乳腺成像的多模式系统，其中，所述乳腺固定装置包括两个非平面结构，所述两个非平面结构配置为在所述两个非平面结构之间压缩所述乳腺。
10.根据权利要求8或9所述的用于乳腺成像的多模式系统，其中，所述乳腺固定装置包括射线可透过的材料，所述射线可透过的材料限定允许活组织检查针穿过的窗。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的用于乳腺成像的多模式系统，其中，所述x射线源是锥形束x射线源，所述x射线检测器是平板x射线检测器，并且所述CT数据集是锥形束CT数据集。12.一种用于执行多模式乳腺成像的方法，包括：从在距乳腺的第一位移处的x射线检测器获得计算机断层扫描(CT)数据集；基于所述CT数据集计...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：