CN102985009B - 医学断层合成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医学断层合成系统（10），其包括介入设备（15）和用于在围绕受试者体积的多个角度位置采集受试者体积的图像的图像采集设备（11，12）。在所述系统中，使用介入单元的三维几何模型来识别实际可以被使用的图像采集设备的投影角度。优选地，这一三维模型是通过从用X射线图像采集设备所采集的投影图像重建来实现的。本发明也涉及用于使用这样的系统采集图像的方法。

Description

医学断层合成系统
技术领域
本发明涉及医学断层合成系统，用于采集医学图像的方法和用于执行这样的方法的计算机程序。
背景技术
常规立体引导是使用用于X射线成像的X射线管的两个预定义角度位置来实现的，其中，一个角度位置在中心位置的左边并且另一角度位置在中心位置的右边。两幅图像中特定病变的坐标可以用来识别检查对象内病变的全部三个坐标。为识别病变的z位置，必须在两幅立体图像中设置十字线光标。可以从这些值计算z位置。然而，x位置（水平）的精确性可以传播到不确定的z位置中。可以使用活检针在这一位置取得组织样本。
在断层合成成像中，从受试者体积例如人体的一部分的不同角度采集几幅X射线图像。从这一组投影图像可以导出三维数据组，并且从所述三维数据组可以重建二维图像。
US 2007/0225600A1中描述了用于诊断乳腺癌的断层合成成像。这一文献涉及针对身体体积的研究的，特别是针对乳腺癌的诊断的，系统和方法。通过能旋转的X射线源和固定的数字X射线探测器来产生来自不同方向的X射线投影序列。从这些投影，通过断层合成计算一组截面图像。医师可以在参考图像上指示可疑结构，所述参考图像从投影或截面图像中的一个中导出并在显示在显视器上。计算机然后可以在所有截面图像上定位该结构并且计算相应图像特征的相似性。于是相似性最强的截面图像指示所述结构定位于身体体积内的深度。基于这一信息，具有针的活检设备可以前进到身体体积中，直到其到达可疑结构。
然而，在这些系统中，如果活检设备定位于X射线束内，投影图像中的一些则可能示出活检设备的影子。图1示出了立体或断层合成成像系统。在左上侧，以右面角度位置示出了所述系统，并且下面，示意性示出了得到的投影图像，该投影图像图示了一些圆形病变、活检针支架的影子1、活检针的影子2和活检压板开口3的部分。在右上侧，以左面角度位置示出了所述系统，并且下面，也示意性示出了得到的投影图像，该投影图像图示了一些圆形病变和活检单元的影子，即活检针支架的影子1、活检针的影子2和开口的影子3。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的医学断层合成系统和一种用于采集医学图像的方法。
使用根据独立权利要求的医学断层合成系统和用于采集医学图像的方法解决了这一目的。
根据本发明的实施例，提供一种医学断层合成系统，所述系统包括：介入设备，其优选地是用于介入到受试者体积中的活检针支架和/或活检针；图像采集设备，其用于在围绕受试者体积的多个角度位置采集受试者体积的图像；几何数据器件，其用于提供介入设备的几何数据，所述几何数据优选地定义介入对象的外部形状；处理器，其用于根据从所述几何数据器件接收的几何数据确定多个角度位置，在这些角度位置允许所述图像采集设备采集图像。
在这一实施例中，与常规立体引导相比，原先的两次曝光由中心位置左侧的N次曝光和右侧的M次曝光替代。与常规数字乳腺断层合成扫描相比，一些曝光将不会进行。这些例如是自中心位置的活检针和活检支架（活检单元）将在探测器上投射影子的那些。根据这一实施例，使用活检单元的三维几何模型来识别实际可被使用的投影角度。这提供了活检靶的更好的三维可视化的益处。此外，与常规数字乳腺断层合成扫描相比，可以实现剂量节省，因为没有应用对感兴趣区域（病变或者微钙化的位置）的可视化不起贡献的X射线。此外，使用的场更宽，在一些视场中也到压缩盘的后面。该实施例允许使用简化的工作流程将感兴趣区域3D定义为活检的靶，因为在感兴趣区域的最终3D模型中不必考虑阴影。
根据本发明的另一实施例，处理器适于在介入设备的位置变化时重新确定多个角度位置。活检单元有一些能够移动的部分。有用的投影角度可能会随着活检针或感兴趣区域的位置而变化。在针刺引导过程中，所有这些坐标在控制单元内都是清楚知道的。使用这些坐标，所准备的3D模型可被映射到当前位置并且可以导出有意义的射线管角度位置。
根据又一实施例，所述几何数据器件包括图像处理器，用于从通过图像采集设备采集的图像采集介入设备的几何数据。额外地或替代地，所述几何数据器件可以是用于接收、存储和提供所述几何数据的存储介质。任选地，这一数据可以通过扫描器输入到所述存储介质，所述扫描器用于扫描所述介入设备的设计图并且用于将所述几何数据提供给存储介质。
本发明的要点可以看作在于，提供一种医学断层合成系统，在其中使用活检单元的三维几何模型来识别实际可用的投影角度。优选地，通过从使用X设备成像设备采集的投影图像来重建三维模型而实现这一三维模型。
参考实施例和下文中的描述，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐明。
附图说明
图1示出了立体成像的右侧角度视图和左侧角度视图，其中下面示出了相应位置的两幅图像的局部草图；
图2示出了根据本发明的实施例的医学断层合成系统；
图3更详细地示出了压缩盘和活检针；
图4示出了多个活检针；
图5的流程图示出了根据本发明的实施例的断层合成方法；以及
图6的方框图示出了根据本发明的实施例的断层合成系统和方法。
附图标记列表：
1活检针支架的影子
2活检针的影子
3活检压板开口的影子
10医学断层合成系统
11X射线源
12X射线探测器
13压缩盘
14基架
15活检单元
16活检针支架
17活检针
18处理器
19显示器
20输入设备
21几何数据器件
22开口
23控制器
24射线管运动单元
S100使用X射线成像设备采集活检单元的3D模型
S101输入活检单元的3D模型
S102使用活检压板压缩乳房
S103进行侦察断层扫描
S104显示切片/厚片
S105标记病变
S106计算靶针位置
S107定位针
S108计算允许的角度位置用于成像
S109允许的角度位置的数量是否≥最小值？
S110在允许的角度位置进行断层合成
S111显示切片
S112获取组织样本
S113进行立体引导
S114显示投影图像
S200曝光选定的图像
S201在选定的角度位置采集投影图像
S202从投影图像进行3D重建
S203从校准图像生成活检单元的3D模型
S204活检单元的3D模型
S2053D体积数据
S206示出切片/厚片的xy视图
S207示出切片/厚片的xz视图
S208示出切片/厚片的yz视图
S209选择感兴趣区域
S210活检单元的实际xyz位置
S211允许的角度位置的列表
具体实施方式
本发明针对医学断层合成系统，其可被用于诊断乳腺癌以及用于引导介入工具或设备，例如活检针，到达病变，以取得组织样本。断层合成是一种医学成像方法，其从受试者体积，例如人类乳房，的不同角度采集几幅X射线图像。从这一组投影图像中导出三维（3D）数据组。这一三维数据组是用于在期望的位置以期望的取向重建二维（2D）切片或厚片的基础，其中，所述切片或厚片通常平行于xy面、xz面或yz面。一个切片表示以0.5到1mm厚的平面形式的非常薄的体积元素。一个厚片表示多个相邻切片的平均并且对应于受试者体积的多个mm或cm的体积元素。只有用于确定活检单元的3D建模的第一成像作为常规断层合成检查来完成，并且通常是在活检针就位的情况下完成的。检查中所有随后的扫描都将使用有用的投影角度。
图2示出了根据本发明的实施例的断层合成系统10。出于解释的原因，图2中示出了坐标系，其是已知的笛卡尔坐标系，具有x轴、y轴和z轴。所述医学断层合成系统10包括具有X射线源11和X射线探测器12的X射线成像设备。所述X射线探测器12是数字的平面X射线探测器，它的探测表面大体平行于xy面。将要诊断和/或处置的乳房或受试者体积（图2中未示出）通常被直接放置在X射线探测器12上。在X射线源11和X射线探测器12之间提供压缩盘13，所述压缩盘13在图3中更详细地示出。压缩盘13对X射线和平的活检压板是透明的，所述活检压板压缩并固定将要被诊断和/或处置的乳房的一部分。压缩盘13大体平行于xy面布置并且被以一定能调整的距离安装到X射线探测器12上面的底架14上，其中，相应地选择所述距离使得人类乳房可以被压缩。
所述X射线源11优选地是经由能旋转的架子安装到底架14上的单个X射线管，并且能够沿优选地是圆弧的轨迹运动，所述圆弧在图2中示为虚线。在所述X射线源11沿所述轨迹运动时，所述X射线源11的取向总是使得X射线向乳房辐射，并且在X射线碰撞X射线探测器12之前，乳房保持在辐照的中心。弧形的中心优选地对应所示坐标系的中心，其中，X射线源11的运动导致所述X射线源在xz平面内关于y轴的纵向（中心X射线束的方向）旋转。在图2中，在左侧位置和右侧位置两个位置示出了同样的单个X射线管11，其中左侧位置所发射的X射线束相对于yz面向左侧倾斜，并且其中右侧位置所发射的X射线束相对于yz面向右侧倾斜。替代地，提供两个X射线管11是可能的。
基本上在X射线源11和压缩盘13之间提供活检单元15，所述活检单元15包括活检针支架16和活检针17。活检单元15将包括用于活检检查的所有必要硬件，其中，主要部分是活检针支架16和活检针17，但是也可包括压缩盘13。如图4中所示，提供了具有不同形状和尺寸的多个活检针17。活检针17中的每一个可被安装到活检针支架16中并被其固定地支持。优选地，每次仅将单个活检针17附接到所述活检针支架16，这取决于针对诊断/活检需要哪个。
当使用来自X射线源11的X射线束辐照乳房时，X射线探测器12上产生投影图像。在沿轨迹的多个中间位置上，X射线源11向X射线探测器12发射X射线，这产生从不同方向到达X射线探测器12上的乳房投影图像。所述中间位置定位于沿轨迹的固定间隔，例如沿所示的圆弧形状10°到50°。将这些投影图像提供给处理器18并且所述处理器18从所取得的投影图像重建3D模型。进一步，从这一3D模型，处理器18计算通过乳房的2D切片（截面图像），例如平行于xy面在不同的z位置上。所述计算可以根据已知断层合成重建方法完成。期望的z位置处的切片和或投影图像可以显示在与处理器18连接的显示器19上。此外，提供用于操纵断层合成系统10和用于将数据输入到处理器18中的输入设备20。处理器18连接到X射线源11和X射线探测器12两者。此外，提供几何数据器件21，其中，所述几何数据器件21可以是存储介质，例如存储芯片、硬盘驱动器或闪存驱动器。替代地，所述几何数据器件21可以是，或者额外地，所述几何数据器件21可以包括图像处理器。以下解释了所述几何数据器件21的功能。
图3更加详细地示出了压缩盘13以及压缩盘13与活检针17的组合。压缩盘13基本上是方形（100x 100mm）或矩形的活检压板，其具有尺寸为40x50mm的开口22。可以引导活检针17通过开口22用于朝向乳房中的病变进行介入以取得组织样本。在介入期间，本文中所描述的断层合成系统10可以通过如下所述地定位活检针17来辅助医师。
图4示出了多个活检针17。所述活检针17在尺寸、直径和/或形状上不同。医师可以在介入期间决定哪个针是最合适的。
图5的流程图示出了根据本发明的实施例的用于采集断层合成图像的方法，以及图6的方框图图示了根据本发明的实施例的断层合成系统10的若干功能块的交互。在图6中，所示的方框代表不同模块的功能交互，其中，示范性地，方框15、24、S200、S201被分组在乳房X射线摄影系统中，方框23、S204、S210、S211被分组在处理器模块中，方框S202、S203被分组在3D重建模块（其也可能被处理器运行）中，以及方框S205、S206、S207、S208、S209被分组在观察模块中。
在本文的开始处所描述的基于断层合成的活检，定义了几何模型，该几何模型的形式为带有所有可用的针的（一个或多个）活检单元的几何数据。所述几何模型是活检单元的外部形状的精确定义并且可以额外地包括关于图2中示出的坐标系的位置。优选地，所述几何模型是3D体素模型，该模型包括表示均匀3D网格内特定节点处的体积元素的值。
步骤S100（见图5）或者步骤S200-S204（见图6）示出了用于生成所述几何模型的第一种可能，其中进行以下校准过程。首先，在这一校准例程中，将活检单元15放置在已知位置，并且活检针17插入到活检针支架16中并且乳房未放置在X射线源11和X射线探测器12之间。优选地将所述活检单元15放置在“最坏情况位置”，其中活检单元15的大部分体积定位于X射线源11和X射线探测器12之间（在X射线束内），使得可以确定活检单元15的3D模型的最大体积。可以通过控制器23来执行活检单元15的这一定位，其中，所述控制器23由处理器18或它的部分来表示。然后，使用X射线源11的所有可能的角度执行断层合成。具体而言，射线管移动单元24沿图2中示为虚线弧的轨迹在所述轨迹的最外位置之间移动X射线源11。在X射线源11的左侧最外位置，X射线源11的纵向方向（沿发射方向）与z轴形成例如-25°的角度。在右侧最外位置，X射线源11的纵向方向与z轴形成例如25°的角度。在X射线源11沿所述轨迹运动期间，在步骤S200（见图6）曝光（expose）所选择的图像。在这一校准过程中，所述“所选择的图像”是所述图像采集设备能够采集的在不同角度位置（中间位置）的所有图像。在这些位置，X射线探测器12在步骤S201中采集所选择的角度位置处的投影图像。在步骤S202，从这一组投影图像，基于所述投影图像完成3D重建。进行针对直到射线管的进入窗口的所有z位置的3D重建。在随后的步骤S203，通过图像处理器从3D重建（在这种情况下是校准图像）生成活检单元15的3D模型。分割3D体积中的金属/塑料部分，其中，这是活检单元的几何模型。如果必要的话，可以以类似的方式实现压缩盘13的几何模型。在步骤S204，提供几何数据的形式的活检单元15的3D模型，例如，存储在存储介质中。在图6中，通过结合图2引入的几何数据器件21执行步骤S203和S204。可以针对几种不同的活检针而重复这一过程。然后，活检针支架16和活检针17的每一种配置被关联到所存储的几何数据的数据库中的相应的数据组，即，在S204存在几种不同的3D模型。稍后，当医师决定在介入期间交换活检针17时，可以为医师提供借助于输入设备20手动地选择针对新使用的活检针17的合适的数据组的可能性。替代地，可以为活检单元15提供检测模块用于自动地检测多个活检针17中的哪个活检针当前被附接到活检针支架16上。这些检测模块可能通过以下方式来实现：为活检针17提供条形码或其他光学标记或其他类型的表面编码（凹槽、凸起），并且在活检针17插入活检针支架16的区域为所述活检针支架16提供光学或者感测检测器。同样，也可实现磁编码。
或者，可以通过将几何数据输入到几何数据器件21来生成几何模型，如步骤S100所示（见图5）。这在实践中是通过从活检单元15的技术绘图导出信息来实现的，所述技术绘图通过扫描器（未示出）扫描或由活检单元15的制造商以在线或数据载体上的数据库的形式提供，或者由用户输入（经由输入设备20）到几何数据器件21。关于图6，这将意味着从一开始在步骤S204中就提供3D模型并且可以忽略在这一步之前的步骤。同样，在这一连接中，可能提供多个数据组，每个数据组关联到不同的活检针17。如上所述，可能是医师根据新使用的活检针17手动地选择合适的数据组，或者是提供如上所述的检测模块。
同样，组合步骤S100和S101两者也是可能的。例如，根据步骤S101可以事先，例如从制造商，提供包括不同数据组的（预存储的）数据库，所述数据组的每个关联到不同的活检针17（活检单元15），并且活检单元15的几何数据通过步骤S 100中所描述的校准过程导出。
在有了几何数据之后，使用压缩盘13利用压缩将乳房准备好，如步骤S102中所指示。随后，在步骤S103中在活检单元15（活检针支架16或活检针17）不在X射线束中的情况下执行侦察断层扫描。在这一侦察断层扫描期间，根据如上所述的步骤S200、S201和S202采集乳房的3D模型，其中，在步骤S200和S201中，所述“所选择的图像”再次可以是来自图像采集设备能够采集的所有角度位置。使用步骤S202中得到的重建的3D模型，处理器18能够重建/导出2D切片图像，其中，所述2D切片图像是通过乳房的截面图像，其优选地以不同的z位置平行于xy面。在步骤S205中为观察模块提供这些3D体积图像。在步骤S104和S206，在显示器19上显示在不同的z位置平行于xy面的多个切片/厚片图像，其中用户可以在步骤S105和S209选择最好地示出病变的切片图像并且识别所述病变的z位置，即，通过选择在特定z位置重建的切片图像，即可知道病变的z位置。可以很容易地实现最佳切片的选择，例如通过转动计算机鼠标的滚轮并且在到达期望的那个时进行点击。对于较大的病变，可以通过将一些邻近的切片组合成厚片来放大所显示的体积。在所选择的切片/厚片内，用户可以在输入设备20的帮助下通过将显示器19上显示的十字线定位于病变的中心来标记病变的x位置和y位置。这样做具有仅须一个十字线指针就可定义x位置和y位置的优势，因为在特定的z位置仅须一个xy视图。这最小化了通过基于右侧和左侧投影图像选择位置可能引起的困惑，如立体成像中所必须地。
在这一点，即在步骤S210或在步骤S105之后，已知病变的坐标。这是针对所执行的活检的感兴趣区域。
在仅在示出所选择的切片/厚片的xy视图的一个切片中标记病变之外，可提供步骤S207和S208。在步骤S207，示出所选择的切片/厚片的xz视图，以及在步骤S208，示出所选择的切片/厚片的yz视图，其中，在步骤S209，可以在步骤S207和S208所提供的视图中额外地标记所述病变，使得在三个维度标记所述感兴趣区域。
两种方式均在步骤S210提供活检单元15的位置的实际x、y和z坐标。
在步骤S106，可以通过控制器203（处理器18）从感兴趣区域的已知坐标计算活检针17的期望位置，并且在步骤S107，可以在控制器23（见图6）的控制下将活检针17定位到合适的位置。活检针17定位的正确性可以通过沿着X射线源11的轨迹的有限数量的角度位置的另一断层合成来验证。
知道了活检单元15的3D模型并且有了活检单元的实际位置，控制器23可以在步骤S108从针/针支架的几何模型计算将会与感兴趣区域的图像相冲突的投影角度（角度位置），即，哪个图像将包括所谓的“针影”。以其最简单的形式，这将是确定在哪一角度位置中X射线源11的纵向与活检针支架16或活检针17的体积相交。在步骤S108，存在不将所述压缩盘13考虑为随后的断层合成的障碍物的选项。在所述压缩盘13是X射线半透明的情况下可以这么做。或者，所述压缩盘13可以被视为在X射线束中是不期望的并且所有将会引入通过压缩盘13的焦点位置（角度位置）都会被排除。从图像采集设备能够采用的投影角度中排除这些投影角度，剩余的投影角度即是允许的投影角度。在步骤S211中提供了允许的角度或可能的角度位置的列表
在步骤S109，检查剩余的能用的角度位置，“允许的角度位置”。
如果数量小于最小值，例如八个图像，则例程进行到步骤S113，在这里其确定无法执行有意义的断层合成。在这种情况下，建议用户使用立体的/立体定位的引导来替代断层合成。在这一连接中，控制器23选择一对仅两个投影。所述两个投影必须符合以下性质：（a）与“针影”不冲突，以及（b）X射线源11的左侧角度位置在[-25°；-10°]的间隔内，即角度在-25度到-10度之间，并且X射线源11的右侧角度位置在[10°；25°]的间隔内，即角度关于yz面在10度到25度之间。这一程序仍优于最新的立体定位中所做的使用预定义的固定的-15°和15°的角度，并且然后意识到所采集的图像中的一个由于“针影”而不能使用。将简短解释这一立体引导的过程：从先前检查（筛选、诊断）中已经识别可疑区域包含病变或微钙化。因为无法以一种能够再现的方式压缩乳房，故不知道这一区域的确切位置。之前已能够提供常规筛选乳房X射线成像（全尺寸）。病变的位置从其导出，并且试图将其置于以下程序的小视场的中心。作为准备活检的第一步骤，在没有X射线管的成角并且压缩盘已经就位但是没有活检针的情况下，获取第一检查图像，即所谓的“侦察图像”。在步骤S114获取并显示一对立体图像。在两幅图像中用十字线光标标记病变。处理器可以从坐标计算病变的z位置。在感兴趣区域，定位针并将其刺入皮肤。关于病变检查针尖（针的有效部分也可位于针的侧面）的位置。如果位置是正确的，在步骤S112激活所述针并且获取组织样本。如果必要的话，则重新定位针。另一立体成像可以验证特定组织不再在乳房内。总共可以进行高达六次或者更多的立体检查。
如果在步骤S109剩余的能用的角度位置的数目等于或大于最小值，例如八个图像，则例程进行到步骤S110并且确定可以完成对于活检引导的目的而有意义的3D重建。在这种情况下，在步骤S211提供所允许的角度位置并且图像采集设备可以根据以上所述的步骤S200、S201和S202采集投影图像，其中，“所选择的角度位置”在这种情况下是步骤S211所提供的允许的角度位置。因而，在不与活检单元冲突的所有位置采集投影图像，使得在所述投影图像上可以避免针影。在图2中，沿X射线源11的虚线轨迹以十字标记了允许的角度位置。通常，与X射线源的纵向平行于（一致于）z轴的位置邻近的中心区域，被从所允许的角度位置区分出。因而，通常特定圆弧形的轨迹保留在这一中心区域的左侧和右侧，其可能是非对称的。在图2中所示的范例中，左侧有八个允许的角度位置并且右侧有五个。用从最外侧十字到X射线源11的圆弧形轨迹的中心行进的线指示所得的X射线源11的最外的纵向或中心射束。处理器进行数据的3D重建并且在步骤S111显示器19显示感兴趣区域的切片/厚片的xy面、yz面和xz面。
基于所显示的切片，用户可以在步骤S112验证活检针17在病变的附近并且可以获取组织样本（“出针”）。
随后，另一验证样本可以示出病变（的一部分）已不在那里。如果这示出病变仍在那里，例程可以回到步骤S107并且以这种方式重复几次。
明确地期望本发明的教导覆盖上述实施例的任意组合。
尽管在附图和以上的说明书中详细图示和描述了本发明，但是应该认为这样的图示和描述是图示性的或示范性的并且不是限制性的，并非意欲使本发明限于所公开的实施例。互不相同的从属权利要求中记载了特定措施这一仅有事实并不指示不能有利地组合这些措施。权利要求中的任何附图标记不应被理解为限制本发明的范围。

Claims (15)

1.一种医学断层合成系统(10)，包括：
介入设备(15)，其用于介入到受试者体积中；
图像采集设备(11，12)，其用于在围绕所述受试者体积的多个角度位置采集所述受试者体积的图像；
几何数据器件(21)，其用于提供所述介入设备(15)的几何数据；以及
处理器(18)，其用于根据从所述几何数据器件(21)接收到的所述几何数据确定允许所述图像采集设备(11，12)采集图像的多个角度位置。
2.根据权利要求1所述的医学断层合成系统(10)，其中，所述处理器(18)适于当所述介入设备(15)的位置变化时重新确定所述多个角度位置。
3.根据权利要求1所述的医学断层合成系统(10)，其中，所述几何数据器件(21)包括图像处理器，所述图像处理器用于从通过所述图像采集设备(11，12)采集的图像来采集所述介入设备的所述几何数据。
4.根据权利要求1所述的医学断层合成系统(10)，其中，所述处理器(18)适于根据所确定的多个角度位置内角度位置的数量确定在所允许的角度位置处执行立体成像还是断层合成成像。
5.根据权利要求1所述的医学断层合成系统(10)，还包括多个介入设备(15)，其中，所述介入设备针对它们的几何数据至少部分地互不相同；
其中，所述医学断层合成系统(10)被构造为使得它以一种能交换的方式能附接地支持所述多个介入设备(15)中的一个；
其中，所述医学断层合成系统适于将所述几何数据调整到所述多个介入设备(15)中所附接的介入设备(15)。
6.根据权利要求5所述的医学断层合成系统(10)，其中，所述医学断层合成系统(10)适于检测所述多个介入设备(15)中的哪个介入设备(15)被附接到所述医学断层合成系统(10)，并且适于为所述处理器(18)提供与所附接的介入设备(15)相关联的所存储的几何数据的数据组。
7.根据权利要求1所述的医学断层合成系统(10)，其中，所述介入设备(15)是活检针支架(16)和/或活检针(17)。
8.根据权利要求7所述的医学断层合成系统，其中，所述介入设备(15)还包括用于压缩所述受试者体积的压缩盘(13)。
9.根据权利要求1所述的医学断层合成系统(10)，其中，所述几何数据定义所述介入设备(15)的外部形状。
10.一种用于采集医学图像的方法，其包括以下步骤：
由图像采集设备(11，12)在围绕受试者体积的多个角度位置采集所述受试者体积的图像；
通过几何数据器件提供设置在X射线束中的介入设备(15)的几何数据；以及
根据所述几何数据确定允许所述图像采集设备(11，12)采集图像的多个角度位置。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述介入设备(15)的位置变化时重新确定所述多个角度位置的步骤。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括从通过所述图像采集设备(11，12)采集的图像来采集所述介入设备(15)的所述几何数据的步骤。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括根据所确定的多个角度位置内角度位置的数量确定在所允许的角度位置处执行立体成像还是断层合成成像的步骤。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：
提供多个介入设备(15)，其中，所述介入设备(15)针对它们的几何数据至少部分地互不相同；
以能交换的方式将所述多个介入设备(15)中的一个附接到医学断层合成系统(10)；以及
将所述几何数据调整到所述多个介入设备(15)中所附接的介入设备(15)。
15.一种用于采集医学图像的装置，其包括：
用于由图像采集设备(11，12)在围绕受试者体积的多个角度位置采集所述受试者体积的图像的模块；
用于通过几何数据器件提供设置在X射线束中的介入设备(15)的几何数据的模块；以及
用于根据所述几何数据确定允许所述图像采集设备(11，12)采集图像的多个角度位置的模块。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5554927B2 (ja) 2006-02-15 2014-07-23 ホロジック， インコーポレイテッド トモシンセシスシステムを使用した乳房バイオプシおよびニードル位置特定
CN106420066B (zh) 2009-10-08 2020-08-25 霍罗吉克公司 将穿刺活检组件引导到目标位置的方法及x射线成像系统
WO2012071429A1 (en) 2010-11-26 2012-05-31 Hologic, Inc. User interface for medical image review workstation
CN103477346A (zh) 2011-03-08 2013-12-25 霍洛吉克公司 用于筛查、诊断和活检的双能和/或造影增强乳房成像的系统和方法
KR20130057653A (ko) * 2011-11-24 2013-06-03 삼성전자주식회사 의료영상기기
JP2014534042A (ja) 2011-11-27 2014-12-18 ホロジック, インコーポレイテッドHologic, Inc. マンモグラフィーおよび／またはトモシンセシス画像データを使用して２ｄ画像を生成するためのシステムおよび方法
US9805507B2 (en) 2012-02-13 2017-10-31 Hologic, Inc System and method for navigating a tomosynthesis stack using synthesized image data
EP3366217B1 (en) 2013-03-15 2019-12-25 Hologic, Inc. Tomosynthesis-guided biopsy in prone
US20160071293A1 (en) 2013-05-14 2016-03-10 Koninklijke Philips N.V. Artifact-reduction for x-ray image reconstruction using a geometry-matched coordinate grid
CN109730708B (zh) * 2013-10-24 2022-10-18 佳能株式会社 信息处理装置、信息处理方法和控制装置
EP4278977A3 (en) 2013-10-24 2024-02-21 Hologic, Inc. System and method for navigating x-ray guided breast biopsy
US10111631B2 (en) 2014-02-28 2018-10-30 Hologic, Inc. System and method for generating and displaying tomosynthesis image slabs
JP6275030B2 (ja) * 2014-12-24 2018-02-07 富士フイルム株式会社 バイオプシ装置及びその作動方法
AU2016299367B2 (en) 2015-07-28 2021-11-18 Pme Ip Pty. Ltd. Apparatus and method for visualizing Digital Breast Tomosynthesis and anonymized display data export
RU2736878C2 (ru) * 2016-03-03 2020-11-23 Конинклейке Филипс Н.В. Система навигации для медицинских изображений
EP3465624A1 (en) * 2016-05-24 2019-04-10 Koninklijke Philips N.V. Depth-enhanced tomosynthesis reconstruction
US10463333B2 (en) * 2016-12-13 2019-11-05 General Electric Company Synthetic images for biopsy control
US11455754B2 (en) 2017-03-30 2022-09-27 Hologic, Inc. System and method for synthesizing low-dimensional image data from high-dimensional image data using an object grid enhancement
JP7174710B2 (ja) 2017-03-30 2022-11-17 ホロジック， インコーポレイテッド 合成乳房組織画像を生成するための標的オブジェクト増強のためのシステムおよび方法
US11403483B2 (en) 2017-06-20 2022-08-02 Hologic, Inc. Dynamic self-learning medical image method and system
EP3820371A4 (en) * 2018-08-27 2021-08-11 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. SYSTEM AND PROCEDURE FOR DETERMINING A TARGET POINT FOR NEEDLE BIOPSY
US11883206B2 (en) 2019-07-29 2024-01-30 Hologic, Inc. Personalized breast imaging system
CN114746953A (zh) 2019-09-27 2022-07-12 豪洛捷公司 用于预测审查2d/3d乳房图像的阅读时间和阅读复杂度的ai系统
US11481038B2 (en) 2020-03-27 2022-10-25 Hologic, Inc. Gesture recognition in controlling medical hardware or software

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6744848B2 (en) * 2000-02-11 2004-06-01 Brandeis University Method and system for low-dose three-dimensional imaging of a scene
CN1522667A (zh) * 2003-09-04 2004-08-25 高春平 可重复定位脑立体定位系统
CN1650805A (zh) * 2004-02-03 2005-08-10 Ge医疗系统环球技术有限公司 在一系列滚动二维荧光图像上进行器械跟踪的设备和方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5349954A (en) 1993-07-23 1994-09-27 General Electric Company Tumor tissue characterization apparatus and method
DE19620371A1 (de) * 1996-05-21 1997-12-04 Philips Patentverwaltung Röntgenaufnahme-Verfahren
US6256370B1 (en) * 2000-01-24 2001-07-03 General Electric Company Method and apparatus for performing tomosynthesis
JP2001070248A (ja) 1999-09-02 2001-03-21 Toshiba Corp 画像処理装置
FR2801747B1 (fr) 1999-11-29 2006-09-08 Cit Alcatel Transmission a haut et bas debit pour la liaison de telecommande d'un satellite
DE19963440C2 (de) 1999-12-28 2003-02-20 Siemens Ag Verfahren und System zur Visualisierung eines Gegenstandes
DE60229619D1 (de) 2001-02-05 2008-12-11 Koninkl Philips Electronics Nv Röntgen-CT-Gerät und Computerprogramm
US20030220557A1 (en) * 2002-03-01 2003-11-27 Kevin Cleary Image guided liver interventions based on magnetic tracking of internal organ motion
CA2479339C (en) 2002-03-19 2013-03-12 Bard Dublin Itc Limited Vacuum biopsy device
US7831296B2 (en) * 2002-11-27 2010-11-09 Hologic, Inc. X-ray mammography with tomosynthesis
US8565372B2 (en) * 2003-11-26 2013-10-22 Hologic, Inc System and method for low dose tomosynthesis
US7110490B2 (en) * 2002-12-10 2006-09-19 General Electric Company Full field digital tomosynthesis method and apparatus
US7041109B2 (en) 2002-12-12 2006-05-09 Kelsey, Inc. Apparatus and method for interstitial laser therapy of small breast cancers and adjunctive therapy
DE10353611B4 (de) * 2003-11-17 2013-01-17 Siemens Aktiengesellschaft Röntgendiagnostikgerät für Mammographieuntersuchungen
JP4691552B2 (ja) 2004-05-14 2011-06-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 乳癌診断システム及び方法
DE102005032523B4 (de) * 2005-07-12 2009-11-05 Siemens Ag Verfahren zur prä-interventionellen Planung einer 2D-Durchleuchtungsprojektion
US20070100234A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Arenson Jerome S Methods and systems for tracking instruments in fluoroscopy
DE102006005068A1 (de) 2006-02-03 2007-08-09 Siemens Ag Positionsvorrichtung für ein Mammografiegerät
JP5554927B2 (ja) * 2006-02-15 2014-07-23 ホロジック， インコーポレイテッド トモシンセシスシステムを使用した乳房バイオプシおよびニードル位置特定
US10682107B2 (en) 2007-01-31 2020-06-16 Philips Digital Mammography Sweden Ab Method and arrangement relating to x-ray imaging
US8315690B2 (en) * 2007-10-02 2012-11-20 General Electric Company Dynamic reference method and system for interventional procedures
DE102008012394B4 (de) 2008-03-04 2010-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung digitaler Röntgenbilder einer Probe
DE102009021023A1 (de) 2009-05-13 2010-11-18 Siemens Aktiengesellschaft Mammographieverfahren und Mammographiegerät
DE102010031738A1 (de) 2010-07-21 2012-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Bildunterstützte Biopsieentnahme
JP5921462B2 (ja) 2013-02-28 2016-05-24 富士フイルム株式会社 放射線遮蔽ユニット、放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法
BR112016000777B1 (pt) 2013-07-19 2022-01-11 Koninklijke Philips N.V. Dispositivo de controle para controlar uma unidade de biópsia, e, sistema de biópsia
GB201313994D0 (en) 2013-08-05 2013-09-18 Cirdan Imaging Ltd A Mammographic Device
DE102013217961A1 (de) 2013-09-09 2015-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung einer Gewebeprobe
JP6127033B2 (ja) 2014-09-26 2017-05-10 富士フイルム株式会社 放射線画像撮影システム、画像処理装置、及び画像処理プログラム。
JP6275030B2 (ja) 2014-12-24 2018-02-07 富士フイルム株式会社 バイオプシ装置及びその作動方法
US10568694B2 (en) 2015-04-22 2020-02-25 General Electric Company Method and system for performing a guided biopsy using digital tomosynthesis

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6744848B2 (en) * 2000-02-11 2004-06-01 Brandeis University Method and system for low-dose three-dimensional imaging of a scene
CN1522667A (zh) * 2003-09-04 2004-08-25 高春平 可重复定位脑立体定位系统
CN1650805A (zh) * 2004-02-03 2005-08-10 Ge医疗系统环球技术有限公司 在一系列滚动二维荧光图像上进行器械跟踪的设备和方法

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