CN102429678A - 放射线照相图像捕捉系统和使用其的活检方法 - Google Patents

放射线照相图像捕捉系统和使用其的活检方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种放射线照相图像捕捉系统和使用其的活检方法。一种执行活检方法的乳房X线照相系统，用于使活检针穿刺到乳房中以对活检区域的组织进行采样，包括：显示单元，用于在使活检针穿刺到乳房中时，显示通过对乳房施加放射线所获取的第二立体图像；指示单元，用于在第二立体图像的每一个中指示活检针的尖端的特征点和活检区域；活检针位置计算器，用于计算所指示的活检针的尖端的三维坐标位置；活检区域位置计算器，用于计算所指示的活检区域的三维坐标位置；以及角度计算器，用于计算所计算的活检区域相对于所计算的活检针的尖端的方向，并且在显示单元上显示计算的方向。

Description

放射线照相图像捕捉系统和使用其的活检方法
技术领域
本发明涉及对待检对象施加放射线由此来获取对象的立体图像的放射线照相图像捕捉系统，以及使用这样的放射线照相图像捕捉系统的活检方法。
背景技术
迄今，广泛实现使用放射线照相图像捕捉系统的活检方法。活检方法包括：对待检对象施加放射线从而获取对象的立体图像，从立体图像中计算对象中的活检区域(例如，在乳房中的病变)的三维坐标位置，基于所计算的三维坐标位置来将活检针穿刺对象中，以及在活检针的采样器(开口)的吸引下对该对象中的活检区域的组织进行采样(具体参见日本特许专利公开No.2010-110418、日本特许专利公开No.2010-075316和日本特许专利公开No.2010-075317)。
为了以活检方法对活检区域的组织进行采样，有必要识别在穿刺到待检对象中时的活检针与活检区域之间的确切位置关系，并且基于所识别的位置关系来将活检针的开口置于活检区域附近(例如，在面向活检区域的位置处)。
根据识别以上位置关系的已知处理，在将活检针穿刺到待检对象中时，对该对象施加放射线以获取对象的断层合成图像，并且从断层合成图像指定相对于活检区域(待检区域)的活检针的位置(具体参见日本特许专利公开No.2009-526618)。
关于脑肿瘤外科手术和导管插入手术，已知一种处理，为了识别探针在病人中的确切位置，使用CT(计算机断层摄影术)装置来生成病人的三维图像，并且在三维图像中显示探针(导管)的尖端(具体参见日本特许专利公开No.2005-518854和日本特许专利公开No.2000-175897)。
在日本特许专利公开No.2009-526618中公开的处理中，在断层合成图像中的活检针和活检区域之间的位置关系不同于在三维坐标系中的实际位置关系。因此，负责的放射技师或医生(以下称为“技师等”)需要解释断层合成图像，并且从断层合成图像确定在三维坐标系中活检针和活检区域之间的位置关系。如此确定的位置关系可能根据技师等的经验而在其准确度上变化。结果，可能没有可靠地对活检区域的组织进行采样。
根据在日本特许专利公开No.2005-518854和日本特许专利公开No.2000-175897中公开的处理，生成三维图像的处理可能需要复杂的处理序列和复杂的控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放射线照相图像捕捉系统，该放射线照相图像捕捉系统能够用活检针容易并可靠地对在待检对象中的活检区域的组织进行采样，并且提供一种使用这样的放射线照相图像捕捉系统的活检方法。
根据本发明，提供了一种放射线照相图像捕捉系统，该放射线照相图像捕捉系统用于使活检针穿刺待检对象，并且通过活检针的开口对该对象的活检区域中的组织进行采样，包括：显示装置，该显示装置用于在使活检针穿刺对象时，显示通过对该对象施加放射线所获取的立体图像；指示装置，该指示装置用于指示在显示装置所显示的每个立体图像中活检针的特征点和活检区域；活检针位置计算装置，该活检针位置计算装置用于计算指示装置所指示的活检针的特征点的三维坐标位置；活检区域位置计算装置，该活检区域位置计算装置用于计算指示装置所指示的活检区域的三维坐标位置；方向计算装置，该方向计算装置用于计算活检区域的三维坐标位置相对于活检针的特征点的三维坐标位置的方向；以及告知装置，该告知装置用于告知由方向计算装置所计算的方向。
在上述放射线照相图像捕捉系统中，方向计算装置计算活检区域的三维坐标位置相对于活检针的特征点的三维坐标位置的方向，并且告知装置告知由方向计算装置所计算的方向。因此，技师等可以基于计算的方向来调整活检针的开口的位置，从而使开口处于面向活检区域的位置中。因此，活检针可以可靠地对活检区域的组织进行采样。根据放射线照相图像捕捉系统，由于无需生成三维图像，所以计算处理并不复杂。
放射线照相图像捕捉系统应当优选地进一步包括距离计算装置，该距离计算装置用于计算由下述线段的长度表示的距离，该线段在被投影到与使活检针穿刺所述对象所沿的穿刺方向垂直的平面上时，该线段将活检针的所述特征点的三维坐标位置与活检区域的三维坐标位置互连，并且告知装置应当优选地告知距离计算装置所计算的距离。
由于距离计算装置计算由下述线段的长度表示的距离，所述线段在被投影到与使活检针穿刺对象所沿的穿刺方向垂直的平面上时，所述线段将活检针的特征点的三维坐标位置与活检区域的三维坐标位置互连，并且告知装置告知距离计算装置所计算的距离，所以技师等可以例如基于计算的距离，通过在垂直于活检针的穿刺方向的方向上按压对象来精细地调整活检区域的位置。结果，活检区域可以位于相对于活检针来说适当的位置，并且因此可以通过活检针从活检区域可靠地对组织进行采样。
放射线照相图像捕捉系统应当优选地进一步包括：判定装置，该判定装置用于确定活检区域的三维坐标位置是否处于活检针的开口的开口范围内；并且如果判定装置判断活检区域的三维坐标位置落在开口范围外，则告知装置应当优选地告知判定装置所做出的判定。
如果活检区域的三维坐标位置在活检针的穿刺方向上落在活检针的开口的开口范围外，则可以在活检针的穿刺方向上按压对象来精细地调整活检区域的位置，以将活检区域的三维坐标位置定位在开口范围内。因此，可以通过活检针可靠地从活检区域对组织进行采样。
放射线照相图像捕捉系统应当优选地进一步包括开口位置计算装置，该开口位置计算装置用于基于活检针的特征点的三维坐标位置来计算活检针的开口的位置。
由于在活检区域的三维坐标位置和活检针的开口之间的位置关系变得清楚，因此易于确定活检区域的三维坐标位置在活检针的穿刺方向上是否处于活检针的开口的开口范围内。
放射线照相图像捕捉系统应当优选地进一步包括输入装置，该输入装置用于输入使活检针穿刺对象所沿的穿刺方向，并且开口位置计算装置应当优选地基于输入装置所输入的穿刺方向来计算活检针的开口的位置。
即使可以针对待检对象设定活检针的多个穿刺方向，也可以可靠地计算活检针的开口的位置。
显示装置应当优选地通过显示方向计算装置所计算的方向、距离计算装置所计算的距离和判定装置所做出的判定来用作告知装置。
因此，与在与显示装置分开地提供告知装置的情况相比，放射线照相图像捕捉系统由更少数目的部件组成。
放射线照相图像捕捉系统应当优选地进一步包括模式选择装置，该模式选择装置用于选择活检针指示模式以及活检区域指示模式，该活检针指示模式用于指示在每个立体图像中活检针的特征点，该活检区域指示模式用于指示在每个立体图像中的活检区域。
技师等可以从模式设定部中自由地选择活检区域指示模式或活检针指示模式。因此，技师等可以有效和准确地指示活检区域和活检针。
活检针应当优选地是包括尖端的锥形，并且尖端应当优选地用作在每个立体图像中活检针的特征点。由于活检针的特征点被规定为一点，因此活检针的特征点可以在每个立体图像中被准确地指示。
活检针的开口应当优选地被构造为在每个立体图像中被显示为基本上是U形，并且活检针的特征点应当优选地被定位在每个立体图像中限定活检针的开口的开口形成线上。因此，活检针位置计算装置可以容易地计算活检针的开口的三维坐标位置。
活检针的特征点应当优选地被定位在开口形成线的彼此面对的一对相对侧边中的任何一个上。
因此，活检针位置计算装置可以容易地计算活检针的开口的三维坐标位置，并且以提高的准确度来在每个立体图像中指示活检针的特征点。
活检针的特征点应当优选地包括：基本上位于将开口形成线的彼此面对的一对相对侧边的侧边上中心的点。
因此，活检针位置计算装置可以容易地计算活检针的开口的三维坐标位置，并且以提高的准确度来在每个立体图像中指示活检针的特征点。
根据本发明，还提供了一种活检方法，该活检方法使活检针穿刺到待检对象中，并且通过活检针的开口来对该对象的活检区域中的组织进行采样，包括：显示步骤：在使活检针穿刺对象时，显示通过对该对象施加放射线所获取的立体图像；第一指示步骤：利用指示装置来指示在显示装置所显示的每个立体图像中的活检针的特征点；第二指示步骤：利用指示装置来指示在显示装置所显示的每个立体图像中的活检区域；活检针位置计算步骤：计算由指示装置所指示的活检针的特征点的三维坐标位置；活检区域位置计算步骤：计算由指示装置所指示的活检区域的三维坐标位置；方向计算步骤：计算在活检区域位置计算步骤中所计算的活检区域的三维坐标位置相对于活检针的特征点的三维坐标位置的方向；以及告知步骤：告知在方向计算步骤中所计算的方向。
通过以上活检方法，技师等可以基于在方向计算步骤中计算的方向来调整活检针的开口的位置，以由此使开口位于面向活检区域的位置。因此，可以通过活检针可靠地对活检区域的组织进行采样。根据活检方法，由于无需生成三维图像，因此计算处理并不复杂。
根据本发明，如上所述，由于技师等可以基于方向计算装置或在方向计算步骤中所计算的方向来调整活检针的开口的位置，以从而使开口位于面向活检区域的位置，因此可以通过活检针可靠地对活检区域的组织进行采样。由于放射线照相图像捕捉系统无需生成三维图像，因此计算处理并不复杂。
当结合其中通过说明性示例方式示出本发明优选实施例的附图，从以下具体实施方式中，本发明的以上和其它目的、特征点、优点将变得更加明显。
附图说明
图1是根据本发明实施例的作为放射线照相图像捕捉系统的乳房X线照相系统的立体视图；
图2是图1中示出的乳房X线照相系统的放大的一部分的侧视图；
图3是沿着图2的线III-III取的横截面视图；
图4是图3中示出的活检针和压迫板的平面视图；
图5是当沿着图3的线V-V线取的横截面视图；
图6是图示立体图像捕捉处理的示意性前视图；
图7是图1所示的乳房X线照相系统的框图；
图8是使用图1所示乳房X线照相系统执行的活检方法的流程图，流程图包括至步骤S13的步骤；
图9是使用图1所示乳房X线照相系统执行的活检方法的流程图，流程图包括从步骤S14开始的步骤；
图10是显示第一立体图像的显示单元的立体视图；
图11是显示第二立体图像的显示单元的立体视图；
图12是示出基于角度计算器的计算结果来调整的刻度盘的平面视图；
图13是示出与调节的刻度盘相对应的活检针的开口的位置的横截面视图；以及
图14是示出活检针的另一特征点的立体图。
具体实施方式
以下将参考附图来描述与执行活检方法的放射线照相图像捕捉系统相关的根据本发明的优选实施例来对待检对象的活检区域的组织进行采样的活检方法。
如图1和图2中所示，作为放射线照相图像捕捉系统的乳房X线照相系统10基本上包括：直立基座12、固定到基本设置在基座12中间的回转轴14的远端的垂直臂16、在其中容纳了用于向作为被检者(被摄体)18的待检对象的乳房20施加放射线22的放射线源24并且被固定到臂16上端的放射线源壳体单元26、安装在臂16下端并且在其中容纳了用于检测穿透乳房20的放射线22的固态检测器(放射线检测器)28的图像捕捉基座30、用于面向图像捕捉基座30对乳房20进行压迫并且保持的压迫板32、用于对乳房20的活检区域34的组织进行采样的活检手组件36(活检手组件36被安装在压迫板32上)、以及通过有线链接电连接到基座12的控制台38。以上使用的表达“基本设置在中间”指垂直臂16被设置在包括基座12的中心及其附近区域的区域中的位置处。
在图1中，当处于坐姿的被检者18的乳房20由压迫板32和图像捕捉基座30进行压迫和稳固时，乳房X线照相系统10对被检者18的乳房20施加放射线22，并且对活检区域34的组织进行采样。显示控制面板40连接到基座12，该显示控制面板用于设定和显示表示被检者18的图像捕捉区域等的图像捕捉条件、被检者18的ID信息等。
当放射线源壳体单元26和图像捕捉基座30所稳固的臂16绕着回转轴14有角度地移动时，调整放射线源壳体单元26和图像捕捉基座30相对于被检者18的乳房20的方向。放射线源壳体单元26通过铰链42被操作地耦合到臂16，并且可以独立于图像捕捉基座30，在箭头θ指示的方向上绕着铰链42转动。要由被检者18握住的把手44被安装在臂16的各侧上，它们沿着箭头X指示的方向彼此背离。
压迫板32具有插入到在臂16中限定的沟槽46的近端。压迫板32被设置在放射线源壳体单元26和图像捕捉基座30之间。压迫板32可在箭头Z指示的方向上垂直移位。
活检手组件36在沟槽46附近被安装在面向放射线源24的压迫板32的表面上。压迫板32在待检者18的胸壁50(参见图2)附近具有在其中限定的开口52，用于使得活检手组件36可以从乳房20的活检区域34移除组织样本。
压迫板32可以从沟槽46拆卸。可以保持其中限定了不同形状的开口52的多个压迫板32可供随时使用，并且当对被检者18执行活检时，可以使用其开口52最适合于被检者18的压迫板32中的一个，以使得被检者18以自然的无压力的位置坐着。
活检手组件36包括：固定地安装在压迫板32上的柱54；第一臂56，该第一臂56具有在柱54上枢轴支撑的端并且沿着压迫板32的表面来绕着柱54有角度地移动；以及，第二臂58，该第二臂58具有在第一臂56另一端上枢轴支撑的端并且可以沿着压迫板32的表面来绕着第一臂56的另一端有角度地移动。
如图3中所示，可在箭头α指示的方向上倾斜的活检针60可移动地被安装在第二臂58的另一端上。活检针60可以沿着其自身的轴线移动。由于活检针60是可倾斜和轴向可移动的，因此它可以沿着多个不同方向穿刺到乳房20中。在本实施例中，假定活检针60沿着箭头Z指示的方向穿刺到乳房20中。
活检针60包括：可以绕着其自身的轴线Ax转动的空心圆柱主体62、设置在主体62的远端上的锥形部分64以及设置在主体62的近端上的开口位置调整机构66。
主体62在其远端附近具有在外周壁中限定的开口68，用于在来自吸引设备(未示出)的吸引下，将来自乳房20的活检区域34的组织(例如，钙化组织)引入到主体62中。开口68在侧视图中被示出为矩形形状并且在箭头Z指示的方向上拉长。然而，开口68可以是任何期望的形状，例如，在侧视图中示出的圆形、椭圆形或多边形。
当活检手组件36的第一臂56和第二臂58在平行于压迫板32表面的X-Y平面中移动并且活检针60在箭头Z指示的方向上移动时，活检针60的开口68可以被移动到在活检区域34附近的位置。
活检针60的锥形部分64具有的尖端N位于活检针60的轴线Ax上。结果，当乳房X线照相系统10在下述立体图像捕捉处理进行操作中时，防止锥形部分64的尖端N受到主体62的掩藏。替代地，锥形部分64的尖端N可以偏离活检针60的轴线Ax。
开口位置调整机构66包括可与主体62一起旋转的刻度盘70、在第二臂58上支撑并且绕着刻度盘70延伸的方位指示器72。
如图4中所示，刻度盘70在箭头Z所指示的方向上所面对的其端面上具有标记74。标记74用于指示在X-Y平面中的在主体62中限定的开口68的方向。形状为直线的标记74在它在箭头Z指示的方向上投影时，与开口68的中心H0对准(参见图5)。
方位指示器72在箭头Z所指方向面对的其端面上具有刻度。刻度绕着刻度盘70以30度的角度间隔隔开，并且与从1至12的相应数字相关联。在本实施例中，将从活检针60的轴线朝着基座12取向的方向用作12点钟方向。在使活检针60穿刺到乳房20中时，标记74和刻度使得可以容易识别开口68所面对的方向。在图4和图5中，标记74位于12点钟方向，并且因此开口68也在12点钟方向上具有开口。方位指示器72可以具有除了所示之外的任何期望的刻度和关联数字。
如图6中所示，当乳房X线照相系统10在立体图像捕捉处理中进行操作时，设置在倾斜于固态检测器28的垂直轴线(中心轴线)的位置A、B中的放射线源24从相应位置A、B对乳房20施加放射线22a、22b。在立体图像捕捉处理中，固态检测器28检测穿透乳房20的放射线22a、22b，并且将检测到的放射线22a、22b转换为相应放射线照相图像。
在乳房X线照相系统10中，按技师等的期望来设定要捕捉的立体图像的数目以及要捕捉立体图像的顺序。当放射线源壳体单元26绕着铰链42转动时，放射线源24在位置A、B之间角度移动。
在根据本实施例的立体图像捕捉处理中，当放射线源24处于位置A、B中时，放射线源24从相应的位置A、B施加放射线22a、22b。然而，乳房X线照相系统10可以在另一立体图像捕捉处理中进行操作，其中当放射线源24处于位置A、C时，放射线源24从位置A和位置C将放射线施加到中心轴线76上，或者在又另一立体图像捕捉处理中进行操作，其中当放射线源处于位置B、C时，放射线源24从相应位置B、C施加放射线22。
如图7中所示，控制台38被电连接到显示单元78、指示单元80和输入单元82。显示单元78显示在立体图像捕捉处理中获取的两个放射线照相图像(立体图像)84a、84b；86a、86b(参见图10和11)。
在本实施例中，在使活检针60穿刺到被压迫板32和图像捕捉基座30所压迫和稳固的乳房20之前，位置A中的放射线源24对乳房20施加放射线22a，产生第一立体图像84a，并且位置B的放射线源24对乳房20施加放射线22b，产生第一立体图像84b。在使活检针60穿刺到乳房20中时，位置A的放射线源24向乳房20施加放射线22a，产生第二立体图像86a，并且位置B中的放射线源24对乳房20施加放射线22b，产生第二立体图像86b。
指示单元80包括诸如鼠标等的指针设备。当技师等查看在显示单元78上显示的图像(第一立体图像84a、84b和第二立体图像86a、86b)时，技师等可以使用指针设备在第一立体图像84a、84b中的每一个以及在第二立体图像86a、86b中的每一个的多个病变88a至88c中，指示要对其组织进行采样的病变(目标，活检区域34)88b(参见图10)。
当技师等查看在显示单元78上显示的图像(第二立体图像86a、86b)时，技师等还可以使用指示单元80来在第二立体图像86a、86b的每一个中指示活检针60的特征点。如果显示单元78包括触摸板显示单元，则指示单元80可以被并入显示单元78中。
根据本实施例，活检针60的尖端N被用作为活检针60的特征点。由于活检针60的特征点被设定为一个点，即尖端N，所以可以在第二立体图像86a、86b的每一个中准确地指示活检针60的特征点。在第二立体图像86a、86b中，无误地显示活检针60的尖端N。
输入单元82包括例如键盘。技师等可以使用输入单元82来输入使活检针60沿其穿刺到乳房20中的穿刺方向和其他数据。
控制台38包括：存储单元90、压迫板控制器92、图像捕捉条件设定部94、放射线源控制器96、检测器控制器98、图像信息存储单元100、CAD(计算辅助诊断)处理器102、模式设定部104、活检区域位置计算器106、活检针位置计算器108、位置信息存储单元110、开口位置计算器112、判定部114、距离计算器116、角度计算器118和活检针控制器120。
存储单元90存储第一图像捕捉角度数据、第二图像捕捉角度数据、第一活检针数据和第二活检针数据。
第一图像捕捉角度数据表示倾斜角+θ1(参见图6)，位置A中的放射线源24以倾斜角+θ1相对于中心轴线76倾斜，并且第二图像捕捉角度数据表示倾斜角-θ1，位置B的放射线源24相对于中心轴线76以倾斜角-θ1倾斜。
第一活检针数据表示在箭头Z所指示的方向上的活检针60的开口68的开口宽度L1(参见图3)，而第二活检针数据表示从活检针60的锥形部分64的尖端N到更靠近尖端N的开口68的一端的距离L2。
压迫板控制器92用于在箭头Z指示的方向上移动压迫板32。图像捕捉条件设备部94设定图像捕捉条件，图像捕捉条件包括放射线源24的管电流和管电压、放射线22的辐照剂量和辐照时间、图像捕捉方法和成像序列。放射线源控制器96用于根据图像捕捉条件来激励放射线源24。
检测器控制器98控制固态检测器28来将固态检测器28从放射线22所转换的放射线照相图像存储在图像信息存储单元100中。在本实施例中，检测器控制器98将以两个图像捕捉角度(立体角度)捕捉的两个放射线照相图像存储在图像信息存储单元100中。
CAD处理器102对存储在图像信息存储单元100中的放射线照相图像进行处理，并且在显示单元78和/或显示控制面板40上显示第一立体图像84a、84b和第二立体图像86a、86b。
模式设定部104设定活检区域指示模式，活检区域指示模式用于指示第一立体图像84a、84b以及第二立体图像86a、86b中的活检区域34，还设定活检针指示模式，活检针指示模式用于指示第二立体图像86a、86b中的活检针60的尖端N。技师等可以例如使用指示单元80从模式设定部104中自由地选择活检区域指示模式或活检针指示模式。因此，技师等可以有效和准确地指示活检区域34和活检针60。
活检区域位置计算器106基于在活检区域指示模式中由指示单元80指示的信息、第一图像捕捉角度数据以及第二图像捕捉角度数据，来计算活检区域34(活检区域34的中心点T)在三维坐标系中的三维坐标(Xt，Yt，Zt)位置(以下称为“活检区域坐标位置”)，并且将计算的活检区域坐标位置的信息存储在位置信息存储单元110中，并且将计算的活检区域坐标位置的信息输出到活检针控制器120。
三维坐标系可以具有按期望建立的原点(基准点)O。在本实施例中，在中心轴线76与在放射线源24壳体单元26的交叉部处将原点O设定在中心轴线76上，该放射线源壳体单元26在放射线源24处于位置C时面向压迫板32。在三维坐标系中，从原点O到位置A的方向被用作正X轴线方向，从原点O到基座12的方向被用作正Y轴线方向，并且从原点O到压迫板32的方向被用作正Z轴线方向。
活检针位置计算器108基于在活检针指示模式中由指示单元80指示的信息、第一图像捕捉角度数据和第二图像捕捉角度数据来计算活检针60的尖端N在三维坐标系统中的三维坐标(Xn，Yn，Zn)位置(以下也称为“活检针坐标位置”)，将计算的活检针坐标位置的信息存储在位置信息存储单元110中，并且将计算的活检针坐标位置的信息输出到开口位置计算器112。
可以根据在立体图像捕捉处理中的计算三维坐标位置的已知处理来计算活检区域坐标位置和活检针坐标位置。
在使活检针60穿刺到乳房20中时，开口位置计算器112基于第一活检针数据、第二活检针数据、从输入单元82输入的穿刺方向以及活检针坐标位置来计算活检针60的开口68的三维坐标位置。具体地，开口位置计算器112计算限定开口68的壁的一端的中心点H1的三维坐标位置、限定开口68的壁的相对端的中心点H2的三维坐标位置，并且将计算的三维坐标位置输出到判定部114。如下设定中心点H1、H2的三维坐标位置(参见图3)：
(1)中心点H1(Xh，Yh，Zn-L1-L2)
(2)中心点H2(Xh，Yh，Zn-L2)
在使活检针60穿刺到乳房20中时，判定部114确定活检区域坐标位置在箭头Z指示的方向上是否处于活检针60的开口68的开口范围内。具体地，判定部114确定在Z轴线坐标上，中心点T是否位于中心点H1、H2之间。如果判定部114判断中心点T没有处于中心点H1、H2之间，则判定部114在显示单元78和/或显示控制面板40上显示判定。
距离计算器116计算当投影到X-Y面上时的在活检针坐标位置和活检区域坐标位置之间的距离L(参见图5)，并且在显示单元78和/或显示控制面板40上显示计算的距离L。
角度计算器(方向计算装置)118计算活检区域坐标位置相对于活检针坐标位置的方向。具体地，角度计算器118计算在互连活检针60的尖端N和活检区域34的中心点T的线段D与沿着箭头Y指示的方向从活检针60的轴线Ax向基座12延伸的基准线S之间形成的角度β，并且在显示单元78和/或显示控制面板40上显示计算的角度β。
活检针控制器120基于从活检区域位置计算器106输出的活检区域坐标位置的信息来通过活检手组件36将活检针60移动到给定位置。
以下将参考图8至图18来描述如此构造的使用乳房X线照相系统10的活检方法。
首先，技师等使用图像捕捉条件设定部94，根据乳房20来设定图像捕捉条件，包括放射线源24的管电流和管电压、放射线22的辐照剂量和辐照时间、图像捕捉方法和成像序列(图8所示的步骤S1)。在放射线源控制器96中设定图像捕捉条件。
然后，技师等对待检者18的乳房20进行定位(步骤S2)。具体地，技师等将乳房20置于图像捕捉基座30上的预定位置中，即面对压迫板32中的开口52的位置，并且然后操作压迫板控制器92来在箭头Z指示的方向上朝着将图像捕捉基座30移动压迫板32，对乳房20进行压迫和定位。现在由图像捕捉基座30和压迫板32对乳房20压迫和稳固到位。
然后，放射线源控制器96激励放射线源24以对乳房20执行第一立体图像捕捉处理(步骤S3)。具体地，放射线源壳体单元26绕着铰链42旋转以使放射线源24连续移动到位置A、B，放射线源24从位置A、B对乳房20施加相应的放射线22a、22b。穿透乳房20的放射线22a、22b由图像捕捉基座30中的固态检测器28来检测，并且由固态检测器28转换为相应的放射线照相图像。
检测器控制器98控制固态检测器28来获取两个放射线照相图像，并且将两个放射线照相图像存储在图像信息存储单元100中。
此后，CAD处理器102将存储在图像信息存储单元100中的两个放射线照相图像处理为第一立体图像84a、84b，并且在显示单元78和/或显示控制面板40上显示第一立体图像84a、84b(步骤S4)。以下将描述在显示单元78上显示的第一立体图像84a、84b(参见图10)。将对第二立体图像86a、86b将做类似处理。
技师等操作指示单元80来从模式设定部104中选择活检区域指示模式(步骤S5)。
然后，当查看第一立体图像84a、84b时，技师等操作指示单元80，以指示在每个第一立体图像84a、84b的多个病变88a-88c中对其组织进行采样的病变(活检区域34)88b(步骤S6)。
当在第一立体图像84a、84b的每一个中指示活检区域34时，活检区域位置计算器106计算在第一立体图像84a、84b的每一个中指示的活检区域34的三维坐标位置(步骤S7)。
然后，技师等从第一立体图像84a、84b来确定要沿其使活检针60穿刺的穿刺方向，并且使用输入单元82来输入所确定的穿刺方向。在本实施例中，活检针60的穿刺方向是箭头Z所指示的方向。
然后，活检针控制器120基于来自活检区域位置计算器106的活检区域坐标信息的信息来移动活检针60以将其穿刺到乳房20中(步骤S8)。具体地，活检针控制器120在X-Y平面中移动活检手组件36的第一臂56和第二臂58，直到将活检针60置于面对活检区域34的位置为止，即，置于沿着箭头Z指示的方向面对活检区域34的位置，并且此后向图像捕捉基座30移动活检针60。
此后，放射线源控制器96激励放射线源24来对用活检针60刺穿的乳房20执行第二立体图像捕捉处理(步骤S9)。步骤S9与步骤S3相同，并且以下将不对其进行具体描述。以下将不具体描述与上述内容相同的其他后续步骤。
将固态检测器28检测到放射线照相图像存储在图像信息存储单元100中。在CAD处理器102处理了存储在图像信息存储单元100中的放射线照相图像之后，将它们作为第二立体图像86a、86b显示在显示单元78上(步骤S10，参见图11)。
然后，当观看第二立体图像86a、86b时，技师等操作指示单元80来指示第二立体图像86a、86b的每一个中的活检区域34(步骤S11)。
当在第二立体图像86a、86b的每一个中指示活检区域34时，活检区域位置计算器106计算在第二立体图像86a、86b的每一个中指示的活检区域34的三维坐标(Xt，Yt，Zt)位置(步骤S12)。
随后，技师等操作指示单元80来从模式设定部104选择活活检针指示模式(步骤S13)。
然后，当观看第二立体图像86a、86b时，技师等操作指示单元80来指示第二立体图像86a、86b的每一个中的活检针60的尖端N(图9所示的步骤S14)。
当在第二立体图像86a、86b的每一个中指示活检针60的尖端N时，活检针位置计算器108计算在第二立体图像86a、86b的每一个中所指示的活检针60的三维坐标(Xn，Yn，Zn)位置(步骤S15)。
随后，开口位置计算器112计算活检针60的开口68的三维坐标位置(中心点H1、H2)(步骤S16)。具体地，开口位置计算器112基于第一活检针数据、第二活检针数据、穿刺方向和活检针坐标位置来计算三维坐标位置。
然后，判定部114确定活检区域坐标位置在箭头Z指示的方向上是否处于活检针60的开口68的开口范围内(步骤S17)。具体地，判定部114确定Z轴线活检区域坐标(Zt)是否大于中心点H1(Zn-L1-L2)的Z轴线坐标并且是否小于中心点H2(Zn-L2)的Z轴线坐标。
如果在步骤S17中答案为否，则压迫板控制器92在箭头Z指示的方向上移动压迫板32，以在箭头Z指示的方向上调整施加到乳房20的按压力(步骤S18)。由于现在精细地调整在箭头Z指示的方向上的活检区域34的位置，因此活检区域34可以在箭头Z指示的方向上位于活检针60的开口68的开口范围内。然后，控制返回到图8中所示的步骤S9。
如果在步骤S17中答案为是，则距离计算器116计算在X-Y平面中的在活检针坐标位置和活检区域坐标位置之间的距离L，并且在显示单元78上显示计算的距离L(步骤S20)。可以根据以下等式(1)来计算距离L：
L＝{(Xn-Xt)2+(Yn-Yt)2}1/2    (1)
此后，技师等确定计算的距离L是否等于或小于基准距离L0(步骤S21)。基准距离L0可以是例如在吸引下可以沿其从活检区域34对组织进行采样的距离，并且根据活检针60的类型来确定来计算基准距离L0。
如果技师等在步骤S21中判定距离L大于基准距离L0，则技师等在平行于X-Y面的方向上对乳房20按压(步骤S22)。由于可以精细地调整在平行于X-Y面的方向上的乳房20的位置，因此可以使得在活检针坐标位置和活检区域坐标位置之间的距离L小于基准距离L0。此后，控制返回到图8中所示的步骤S9。
如果技师等在步骤S21中判定距离L等于或小于基准距离L0，则角度计算器118计算在基准线S和线段D之间形成的角度β(步骤S23)，并且在显示单元78上显示计算的角度β(步骤S24)。可以根据以下等式(2)计算角度β：
β＝arctan{(Xn-Xt)/(Yt-Yn)}…(2)
然后，技师等基于计算的角度β来调整刻度盘70。如果角度β是60度，则技师等将刻度盘70逆时针旋转60度(参见图12)。结果，在10点钟方向上面对活检区域34取向开口68(参见图13)。换言之，通过活检针60的轴线Ax和开口68的中心H0的线在X-Y平面中通过活检区域34的中心点T。
此后，活检针60开始在吸引下对活检区域34的组织进行采样(步骤S26)。然后，在将活检针60从乳房20移除之前，向压迫板32移动活检针60(步骤S27)。活检方法现在结束。
在本实施例中，当基于角度计算器118计算的角度β调整刻度盘70时，可以使活检针60的开口68变为与活检区域34的面对关系。因此，活检针60可以可靠地对活检区域34的组织进行采样。根据本实施例，由于无需生成三维图像，因此计算角度β的处理并不复杂。
在步骤S16中，基于第一活检针数据、第二活检针数据、穿刺方向和活检针坐标位置来计算活检针60的开口68的中心点H1、H2的三维坐标位置。因此，可以容易地确定在箭头Z指示的方向上，活检区域坐标位置是否处于开口68的开口范围内。
在本实施例中，进一步在显示单元78上显示判定部114所做的判定、距离计算器116计算的距离L和角度计算器118计算的角度β。因此，显示单元78作用为告知装置。因此与如果显示单元78分开地提供告知装置的情况相比，乳房X线照相系统10由更少数目的部件构成。然而，除了显示单元78以外，乳房X线照相系统10还可以包括用于用可听声音等来告知判定部114所做判定的告知装置。
在本实施例中，活检针60可以具有按需要选择的特征点。例如，如图14中所示，活检针60可以具有位于开口形成线122上的特征点，开口形成线122限定在第二立体图像86a、86b的每一个中显示的活检针60的开口68。活检针位置计算器108可轻容易地计算活检针60的开口68的三维坐标位置。基本上为U形(沟道形状)的开口形成线122包括彼此面对的一对相对侧边124、126，以及互连相对侧边124、126的接合侧边124。以上使用的表达“基本上U形”指开口形成线122具有U形或者类似于U形的形状。
具体地，活检针60应当优选地具有作为图14中所示点P1至P5中的任何一个的特征点。在图14中，点P1位于相对侧124的一端、点P2位于在相对侧124和接合侧128之间的交叉处、点P3位于接合侧128的中心处、点P4位于相对侧126和接合侧128之间的交叉处、并且点P5位于相对侧126的一端。
通过将点P1至P5中的任何一个选择作为活检针60的特征点，活检针位置计算器108可以容易地计算活检针60的开口68的三维坐标位置，并且用提高的准确性在第二立体图像86a、86b的每一个中指示活检针60的特征点。
放射线照相图像捕捉系统可以执行断层合成图像捕捉处理，并且可以使用多个断层合成图像中的优选的两个作为立体图像。
尽管具体示出和描述了本发明的特定优选实施例，但是应当理解，在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可以对其做出各种改变和修改。

Claims (12)

1.一种放射线照相图像捕捉系统(10)，所述放射线照相图像捕捉系统(10)用于使活检针(60)穿刺到待检对象(20)中，并且通过所述活检针(60)的开口(68)对所述对象(20)的活检区域(34)中的组织进行采样，所述放射线照相图像捕捉系统(10)包括：
显示装置(78)，所述显示装置(78)用于在使所述活检针(60)穿刺到所述对象(20)中时显示通过对所述对象(20)施加放射线(22)所获取的立体图像；
指示装置(80)，所述指示装置(80)用于指示在由所述显示装置(78)显示的每个所述立体图像中所述活检针(60)的特征点和所述活检区域(34)；
活检针位置计算装置(108)，所述活检针位置计算装置(108)用于计算由所述指示装置(80)指示的所述活检针(60)的所述特征点的三维坐标位置；
活检区域位置计算装置(106)，所述活检区域位置计算装置(106)用于计算由所述指示装置(80)指示的所述活检区域(34)的三维坐标位置；
方向计算装置(118)，所述方向计算装置(118)用于计算所述活检区域(34)的所述三维坐标位置相对于所述活检针(60)的所述特征点的所述三维坐标位置的方向；以及
告知装置，所述告知装置用于告知由所述方向计算装置(118)计算的方向。
2.如权利要求1所述的放射线照相图像捕捉系统，进一步包括：
距离计算装置(116)，所述距离计算装置(116)用于计算由下述线段的长度表示的距离，所述线段在被投影到与使所述活检针(60)穿刺到所述对象(20)中所沿的穿刺方向垂直的平面上时，所述线段将所述活检针(60)的所述特征点的所述三维坐标位置与所述活检区域(34)的所述三维坐标位置互连；
其中，所述告知装置告知由所述距离计算装置(116)计算的距离。
3.如权利要求2所述的放射线照相图像捕捉系统，进一步包括：
判定装置(114)，所述判定装置(114)用于确定在所述穿刺方向上所述活检区域(34)的所述三维坐标位置是否处于所述活检针(60)的所述开口(68)的开口范围内；
其中，如果所述判定装置(114)判断所述活检区域(34)的所述三维坐标位置落在所述开口范围外，则所述告知装置告知由所述判定装置(114)做出的判定。
4.如权利要求3所述的放射线照相图像捕捉系统，进一步包括：开口位置计算装置(112)，所述开口位置计算装置(112)用于基于所述活检针(60)的所述特征点的所述三维坐标位置来计算所述活检针(60)的所述开口(68)的位置。
5.如权利要求4所述的放射线照相图像捕捉系统，进一步包括：输入装置(82)，所述输入装置(82)用于输入使所述活检针(60)穿刺到所述对象(20)中所沿的方向，
其中，所述开口位置计算装置(112)基于通过所述输入装置(82)输入的所述穿刺方向来计算所述活检针(60)的所述开口(68)的位置。
6.如权利要求3所述的放射线照相图像捕捉系统，其中，所述显示装置(78)通过显示由所述方向计算装置(118)计算的方向、由所述距离计算装置(116)计算的距离以及由所述判定装置(114)做出的判定，来用作所述告知装置。
7.如权利要求1所述的放射线照相图像捕捉系统，进一步包括：模式选择装置(104)，所述模式选择装置(104)用于选择活检针指示模式和活检区域指示模式，所述活检针指示模式用于指示每个所述立体图像中所述活检针(60)的所述特征点，所述活检区域指示模式用于指示每个所述立体图像中的所述活检区域(34)。
8.如权利要求1所述的放射线照相图像捕捉系统，其中，所述活检针(60)具有包括尖端(N)的锥形形状，并且所述尖端(N)用作每个所述立体图像中所述活检针(60)的所述特征点。
9.如权利要求1所述的放射线照相图像捕捉系统，其中，所述活检针(60)的所述开口(68)被构造为在每个所述立体图像中被显示为基本上是U形，并且所述活检针(60)的所述特征点被定位在开口形成线(122)上，所述开口形成线(122)在每个所述立体图像中限定所述活检针(60)的所述开口(68)。
10.如权利要求9所述的放射线照相图像捕捉系统，其中，所述活检针(60)的所述特征点被定位所述开口形成线(122)的彼此面对的一对相对侧边(124、126)中的任何一个上。
11.如权利要求9所述的放射线照相图像捕捉系统，其中，所述活检针(60)的所述特征点包括：基本上位于将所述开口形成线(122)的彼此面对的一对相对侧边(124、126)互连的侧边(128)上中心的点(P3)。
12.一种活检方法，所述活检方法使活检针(60)穿刺到待检对象(20)中并且通过所述活检针(60)的开口(68)来对所述对象(20)的活检区域(34)中的组织进行采样，所述活检方法包括：
显示步骤(10)：在使所述活检针(60)穿刺到所述对象(20)中时，显示通过对所述对象(20)施加放射线(22)所获取的立体图像；
第一指示步骤(S14)：利用指示装置(80)来指示在由所述显示装置(78)显示的每个所述立体图像中的所述活检针(60)的特征点；
第二指示步骤(S11)：利用指示装置(80)来指示在由所述显示装置(78)显示的每个所述立体图像中的所述活检区域(34)；
活检针位置计算步骤(S15)：计算由所述指示装置(80)指示的所述活检针(60)的所述特征点的三维坐标位置；
活检区域位置计算步骤(S12)：计算由所述指示装置(80)指示的所述活检区域(34)的三维坐标位置；
方向计算步骤(S23)：计算在所述活检区域位置计算步骤(S12)中所计算的所述活检区域(34)的所述三维坐标位置相对于在所述活检针位置计算步骤(S15)中计算的所述活检针(60)的所述特征点的所述三维坐标位置的方向；以及
告知步骤(S24)：告知在所述方向计算步骤(S23)中所计算的所述方向。
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