CN105682556A - 在乳腺摄影检查期间优化x射线成像 - Google Patents

Abstract

存在一种用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的方法和对应系统。为了提供X射线成像的优化，在第一步骤(SOI)中，压缩在支撑板(5)与压缩板(3)之间的乳房(7)。在下一步骤(S03)中，在压缩期间采集力-高度曲线(13)。然后，在另一步骤(S05)中，基于所述力-高度曲线(13)无辐射地确定所述乳房(7)的弹性值。在另一步骤(S07)中，基于所确定的腺体度(g)来优化X射线成像系统的参数。由于乳房的腺体度(g)可以影响X射线的衰减，所以对X射线成像系统的参数的个性化设置可以大大增强图像质量。

Description

在乳腺摄影检查期间优化X射线成像

技术领域

本发明涉及乳腺影像。具体地，本发明涉及一种用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的方法和对应系统。此外，本发明涉及计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

乳腺摄影成像例如被用于乳腺癌筛查。在乳腺摄影成像期间，将检查中的乳房进行机械压缩并且随后采集变平的乳房组织的射线图像。对乳房的机械压缩防止图像中的运动伪影。此外，压缩有助于获得更均匀的乳房组织厚度，并因此减少平均X射线剂量。例如，从WO2013/076622A1获知压缩技术。

其中，女性乳房大部分由两种组织类型构成：腺体组织和脂肪组织。在乳房中对腺体组织体积分数的度量被表示为腺体度(glandularity)(g)。通常，可以在采集X射线乳腺图像之后估计腺体度，并且腺体度在临床上对于癌症风险评估是重要的。

也可以在借助预扫描进行X射线成像之前测量腺体度值。该值可以被用于调节后面的乳腺摄影的设置，因为在通过乳房的路径上的X射线衰减取决于腺体度值。

然而，预扫描可能会延长总体检查时间，并且因此延长压缩乳房的时间，这会对患者造成额外的不适。此外，预扫描可能会造成针对患者的更高的剂量。

发明内容

因此，需要提供在乳腺摄影检查期间增强X射线成像而不会对患者造成额外的不适或针对患者的额外剂量的方法和系统。

本发明的目的通过独立权利要求的主题来解决。其他示例性实施例根据从属权利要求和下面的描述是显而易见的。

根据本发明的第一方面，提供一种用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的方法，所述方法包括以下步骤：压缩在支撑板与压缩板之间的乳房；在压缩期间采集力-高度曲线；基于所述力-高度曲线无辐射地确定所述乳房的弹性值；并且基于所确定的弹性值来优化X射线成像系统的参数。

换言之，可以看出本发明的构思在于通过测量乳房的弹性-机械属性来提供对乳房的弹性值的预测或估计。为此，例如在两个平面板之间压缩检查中的乳房，并随时间记录乳房的压力(F)和高度(L)。根据所记录的力-高度曲线，可以计算乳房的密度或弹性。利用乳房的弹性-机械属性的模型，可以根据力-高度曲线导出弹性值。其中，所述模型可以基于一组等式或者基于测量的值的数据库。此外，弹性值有利地被用于为检查中的乳房单独调节X射线系统的设置。其中，弹性值表示检查中的乳房的硬度、弹性或腺体度(g)。

通过基于力-高度曲线来确定弹性值以及尤其是腺体度值，可以提供对临床上重要的值的无辐射评估。即，可以避免预扫描。因此，与借助X射线预扫描来确定腺体度相比，可以减少在乳腺摄影检查期间的总体剂量。此外，可以减少乳腺摄影检查的总体持续时间，并且还可以减少带给患者痛楚的压缩时间。

此外，因为为检查中的乳房单独地优化了X射线扫描的参数，所以增强了乳腺摄影检查的图像质量。因为乳房的弹性以及尤其是腺体度值可能严重影响X射线的衰减，所以对X射线成像系统的参数的个性化设置会大大增强图像质量。

另外，基于所确定的弹性值或腺体度，可以调节在X射线扫描期间的压缩力。例如，对于具有许多脂肪组织的乳房，可以减少压缩力；而对于具有高腺体组织体积分数的乳房，可以例如在检查中的人的同意下增加力。此外，在乳房的密度非常高(即，腺体度非常高)的某些情况下，输出信号可以表示磁共振(MRI)和/或超声检查会是明智的备选。

根据本发明的示例性实施例，X射线系统的所优化的参数是以下参数的组中的至少一个参数：X射线源的管阳极电压、X射线源的管电流、X射线曝光时间、X射线前置滤波属性(例如，X射线前置滤波材料或前置滤波厚度以及至少一个X射线探测器能量阈值。这些参数的优化可以帮助增强信噪比(SNR)、增强图像对比并可以减少曝光时间。

根据本发明的另一示例性实施例，所述弹性值是被自动确定的。

根据本发明的另一示例性实施例，所述方法还包括提供表示所述弹性值的第一输出信号。其中，所述第一输出信号可以是光信号和/或声信号。

根据本发明的另一示例性实施例，所述方法还包括：基于以下量中的至少一个来确定压缩力极限：所述乳房接触面积、所述乳房的硬度(k)以及所述乳房的腺体度；提供表示在所述量与所述压缩力极限之间的关系的第二输出信号。其中，当在所述乳腺摄影检查期间达到所述压缩力极限时提供所述第二输出信号。

根据本发明的第二方面，提供一种用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的系统。所述系统包括：X射线成像系统，其用于采集乳房的射线图像；支撑板，其用于在获得射线图像的同时支撑乳房；压缩板，其用于在获得所述射线图像的同时压缩在所述支撑板与所述压缩板之间的所述乳房；监测单元，其用于在压缩期间采集力-高度曲线；以及处理单元，其用于基于所述力-高度曲线无辐射地确定所述乳房的弹性值。其中，所述处理单元适于基于所确定的弹性值来优化所述X射线成像系统的参数。

在乳腺摄影检查期间用于优化X射线成像的方法和系统可以与2维乳房摄影并且与X射线层析合成一起使用。

必须指出，在关于上文和下文描述的用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的方法描述的特征可以是系统的特征，反之亦然。

本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施例变得显而易见并且参考下文描述的实施例得到阐述。

附图说明

在下文中将参考附图描述本发明的示例性实施例。

图1示意性示出了根据本发明实施例的用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的方法的基本步骤。

图2示意性示出了根据本发明的方法的另一实施例。

图3示出了压缩的乳房的机械二组元模型。

图4示出了表示不同乳房体模的力-高度曲线的范例的图表。

图5示出了人类乳房的力-高度曲线的图表。

图6示出了具有用于确定乳房接触面积的标记的支撑板。

图7示出了根据本发明实施例的用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的系统。

图8示出了表示所计算的针对不同乳房的弹性的模量的图表。

附图标记

1系统

3压缩板

5支撑板

7乳房

9腺体组织

11脂肪组织

13力-高度曲线

15X射线源

17X射线探测器

19力传感器

21X射线成像系统(用于进行乳腺摄影检查的装置)

23监测单元

25显示器

27第一输出信号

29第二输出信号

31跟踪设备(光摄像机)

33交互设备(接口单元)

35压缩设备

37处理单元

39基底

41可调节支撑件

43投影仪

45视觉标记

F施加到乳房上的压缩力

A乳房接触面积

L乳房的高度

Lg腺体组织的高度

Lf脂肪组织的高度

k乳房的硬度

g腺体度

S01压缩在支撑板与压缩板之间的乳房

S03在压缩期间采集力-高度曲线

S05基于力-高度曲线无辐射地确定乳房的腺体度

S05a确定在检查中的乳房与压缩板或支撑板之间的乳房接触面积

S05b在压缩过程结束时确定乳房高度

S05c基于力-高度曲线来确定乳房的硬度

S05d使用一组等式来确定腺体度

S05e将所采集的力-高度曲线与测量的值的数据库进行比较以确定腺体度

S07基于所确定的腺体度来优化X射线成像系统的参数

S07a基于所确定的腺体度来优化X射线源的管阳极电压

S07b基于所确定的腺体度来优化X射线源的管电流

S07c基于所确定的腺体度来优化X射线曝光时间

S07d基于所确定的腺体度来优化X射线探测器能量阈值

S09提供表示腺体度的第一输出信号

S11基于以下参数中的至少一个来确定压缩力极限：乳房接触面积、乳房的硬度以及乳房的腺体度

S13当在乳腺摄影检查期间达到压缩力极限时提供表示在参数与压缩力极限之间的关系的第二输出信号

具体实施方式

在图1中，示意性示出了在乳腺摄影检查期间用于优化X射线成像的方法的流程图。参考图7描述对应系统1的细节和部件。其中，在第一步骤S01中，压缩在支撑板5与压缩板3之间的乳房7。在步骤S03中，在压缩期间采集力-高度曲线13。此外，在步骤S05中，基于力-高度曲线13以无辐射的方式确定乳房7的弹性值，尤其是硬度、弹性或腺体度。随后，在步骤S07中，基于所所确定的硬度、弹性或腺体度来优化X射线成像系统1的参数。

换言之，该方法提供了无辐射地预测或估计检查中的乳房7的腺体度的可能性。该预测基于在X射线扫描之前测量的乳房硬度。为此，将乳房7放置在压缩板3(也被表示为压缩扁板)与支撑板5之间。例如，可以在传感器(例如，力传感器和距离传感器)的帮助下，采集力-高度曲线13(也被表示为压缩曲线)。其中，确定动态的乳房高度L，即所述高度在压缩期间随时间变化。此外，确定压缩力F，所述压缩力取决于压缩乳房高度L和其他影响因素，并且其也是动态的(即，随时间变化的)。

在下面的实施例中，将腺体度确定为弹性值。然而，也可以基于乳房的弹性或硬度来优化X射线系统21的参数。

基于力-高度曲线13并且因此无辐射地确定检查中的乳房7的腺体度。特别地，基于乳房7的弹性-机械属性(例如，基于弹性)来计算腺体度。基于所确定的腺体度来调节或优化在乳腺摄影检查期间X射线成像系统1(即，X射线采集协议)的至少一个参数。

在X射线成像之前估计乳房腺体度有利于选择最优的且单独的扫描参数，因为腺体度影响X射线检查的X射线衰减。如上所述的方法的另一优点在于可以避免针对患者和医疗人员的额外剂量，因为腺体度是无辐射地确定的并且因此不需要预扫描。此外，基于所确定的腺体度，可以调节乳房7上的压力(即压缩力)和/或扫描持续时间。在乳房的密度(即，腺体度)非常高的情况下，输出信号甚至可以建议其他适当的检查过程，例如MRI或超声。

图2示出了根据所述方法的另一示例性实施例的流程图。步骤S01和S03与图1中示出的前两个步骤相似或相同。然而，步骤S05被划分，即，其包括另外的步骤S05a-S05e。换言之，确定乳房7的腺体度包括另外的步骤。

在步骤S05a中，确定在检查中的乳房7与压缩板3或支撑板5之间的乳房接触面积A。即，可以将乳房接触面积A看作与压缩板3或支撑板5直接接触的乳房面积，即平摊在所述压缩板或所述支撑板上的乳房面积。特别地，可以例如利用在压缩板3和支撑板5中的至少一个上的摄像机和视觉标记45自动确定乳房接触面积A。视觉标记45可以被集成到板3、5中，或者可以通过投影仪43(图7)(例如通过激光器)投射到板3、5上。例如，可以通过摄像机借助于将被成像的乳房面积A与压缩板3上示出的乳房尺寸进行比较的算法来自动确定乳房接触面积A。备选地，可以由用户手动(即，在视觉上)确定乳房接触面积A。例如，用户可以在视觉上将检查中的乳房7分类为尺寸A、B、C。此外，可以直接或间接测量乳房接触面积A。乳房接触面积A的间接测量可以包括确定乳房的从胸壁到乳头的长度，以及例如经由回归曲线将所所确定的长度与面积相关。有利地，在压缩过程结束时确定乳房接触面积A。

在另一可选步骤S05b中，在压缩过程结束时确定乳房高度L。备选地，可以从所采集的力-高度曲线13导出在压缩过程结束时的乳房高度L。其中，乳房高度L(即，总体乳房高度L)是腺体组织的平均高度L_g和脂肪组织的平均高度L_f之和：L＝L_g+L_f。

此外，在步骤S05c中，基于力-高度曲线13来确定硬度k＝ΔF/ΔL，其也被表示为回弹模量或弹簧常数。例如，可以在压缩过程结束时根据力-高度曲线13的斜率导出硬度。可以有利的是，在力-高度曲线主要是线性的并且乳房7的变形主要是弹性的情况下在压缩过程结束时导出乳房7的硬度。该效果可能是由于较少的血液流出以及因此乳房7中的较小的松弛效应引起的。因此，如果在压缩过程结束时确定硬度，则可以改善硬度测量的可靠性，即，可以检测到弹性模块中较少的变化。备选地，弹性-机械模型也可能更复杂并且也涉及粘度项，粘度项可以允许使用压缩曲线的除了最终部分外的部分。

在步骤S05d中，采用一组等式来确定腺体度。下面参考图3至图5解释基于一组等式来确定腺体度。备选地或额外地，在步骤S05e中，将所采集的力-高度曲线13与测量的值的数据库进行比较以确定腺体度。其中，测量的值的数据库可以用作查找表或用于力-高度曲线13的曲线拟合。

其中，根据本发明的另一示例性实施例，可以自动确定腺体度。即，可以通过系统1(例如，通过处理单元37)自动确定腺体度，而无需用户交互。

在步骤S05中并且尤其是在步骤S05d中和/或在步骤S05e中确定了腺体度之后，在步骤S09中可以生成表示腺体度的第一输出信号27。第一输出信号27可以是光信号和/或声信号。例如，可以将第一输出信号27提供为数值或乳房密度的分类符号。可以在一个或几个显示器25上提供第一输出信号27，并且例如用户可以使用所述第一输出信号对所要求的压力和其他系统参数进行第一次估计。

在生成第一输出信号27之前或者与生成第一输出信号27并行地，在步骤S07中基于所确定的腺体度来优化X射线成像系统1的一个或几个参数。特别地，在步骤S07a中，可以基于所确定的腺体度来优化X射线源15的管阳极电压，例如，最大管阳极电压(KVP)。额外地或备选地，可以基于所确定的腺体度来优化X射线源15的管电流。其中，管电流表示以mA为单位的值，电子利用其在X射线源15的管内加速。额外地或备选地，可以基于所确定的腺体度来优化X射线曝光时间。额外地或备选地，可以基于所确定的腺体度来优化至少一个X射线探测器17能量阈值。额外地或备选地，可以基于所确定的腺体度来优化X射线前置滤波属性，例如材料或前置滤波厚度。

阳极电压确定X射线源15的电子的能量。因此，对X射线源15的最大阳极电压的单独调节或优化可以以如下方式在X射线扫描期间降低或增加乳房内的能量沉积：增强信噪比和/或图像对比并且可以降低对患者的剂量，同时可以优化检查时间。

可以特别有利地优化X射线探测器能量阈值，尤其是针对光谱探测器。特别地，当在光子计数探测器17中使用两个能量箱(energybin)时，可以选择在低能量箱与高能量箱之间的阈值，从而在两个箱中的预期计数基本相等。这有助于优化X射线探测器17的光谱灵敏度。

可以在患者的基础上来调节X射线前置滤波材料或前置滤波厚度，例如，选择较硬的前置滤波能够移除管X射线光谱的低能量成分，其主要在较致密的乳房中被吸收并且因此不会贡献于信号而是仅仅贡献于X射线剂量。

在步骤S05中并且尤其是在步骤S05d中和/或步骤S05e中确定腺体度之后，可以在步骤S11中基于以下量中的至少一个来确定压缩力极限：乳房接触面积A、乳房7的硬度以及乳房7的腺体度。其中，可以在步骤S07a至S07e和/或步骤S09之前、之后或与其并行地执行步骤S11。

在步骤S011中确定压缩力极限之后，当在乳腺摄影检查期间达到压缩力极限时提供表示在所述量与压缩力极限之间的关系的第二输出信号29。类似于第一输出信号27，第二输出信号29可以是光信号和/或声信号。例如，可以在一个或几个显示器25上提供第二输出信号29。特别地，可以在于第一输出信号27相同或不同的显示器25上提供第二输出信号29。

根据本发明的示例性实施例，第二输出信号29可以在显示器25上指示对于所确定的乳房接触面积和/或腺体度所施加的压缩力是低、正好还是高。根据另一示例性实施例，第二输出信号29可以在显示器25上指示当前施加的力对于哪种腺体度是正好的。

基于在步骤S03和S05a至S05c中所确定的值，可以如下参考图3至图5描述的确定检查中的乳房7的腺体度。

在图3中，示出了压缩的乳房7的机械二元组模型，可以基于该模型计算腺体度。所示出的女性乳房7主要由两种组织类型构成：腺体组织9和脂肪组织11。图3中的乳房7被放置在压缩板3与支撑板5之间。通过压缩板3和/或支撑板5将力F施加到乳房7上。由A所表示的支撑板5上的区域表示乳房接触面积。如上所述，乳房高度L(即，总体乳房高度L)是腺体组织9的L_g和脂肪组织11的均高度L_f之和：

L＝L_g+L_f。

乳房7的硬度可以被表示如下：

$k=\frac{\mathrm{\Δ}F}{\mathrm{\Δ}L}---\left(1\right)$

乳房7的平均弹性模量(也被表示为杨氏模量)可以如下来确定或估计：

$E_{ave}=\frac{L}{A}\frac{\mathrm{\Δ}F}{\mathrm{\Δ}L}---\left(2\right)$

图1中腺体组织9的硬度或弹簧常数可以被计算为：

$k_f=E_f\·\frac{A}{L_f}---\left(3\right)$

图1中的脂肪组织11的硬度或弹簧常数可以被计算为：

$k_g=E_g\·\frac{A}{L_g}---\left(4\right)$

如图3所示两个组织成分(即，腺体组织9和脂肪组织11)连续经受相同的力F。因此，总硬度或弹簧常数是：

$k_{ave}=\frac{1}{k_f^{-1}+k_g^{-1}}=E_{ave}\frac{A}{L_f+L_g}---\left(5\right)$

这等价于：

$\frac{L_f}{L_g}=\frac{E_{ave}\·E_f-E_g\·E_f}{E_g\·E_f-E_{ave}\·E_g}---\left(6\right)$

其中，腺体度可以被定义为：

$g=\frac{L_g}{L_g+L_f}---\left(7\right)$

当将等式(6)和(7)组合时，获得针对腺体度的以下等式：

$g=\frac{1-E_f/E_{ave}}{1-E_f/E_g}---\left(8\right)$

在上述等式中，F对应于在压缩期间施加在乳房7上的测量的力，L对应于测量的压缩高度，k＝ΔF/ΔL对应于硬度或回弹模量，A对应于在乳房7与s支撑板5或压缩板3之间的乳房接触面积。

如果检查中的乳房7的测量的弹性模量E_ave等于脂肪组织11的弹性模量E_f，则腺体度值对应于零，即g＝0。此外，如果脂肪组织11的弹性模量E_f等于腺体组织9的弹性模量E_g，则腺体度值对应于一，即g＝1。

可以根据乳房7的乳房高度L、乳房接触面积A和硬度的测量结果来确定如等式(2)所示的平均弹性模量E_ave。将参考图6更详细地解释对乳房接触面积A的测量。此外，将参考图4和图5更详细地描述对硬度k的确定。

此外，可以例如根据科学文献或例如根据试验数据库分别获得腺体组织9的弹性模量E_g和脂肪组织11的弹性模量E_f。因此，在确定平均弹性模量E_ave之后，可以根据等式(8)来计算乳房7的腺体度。

在图4中，示出了不同乳房体模的力-高度曲线13的范例。这些力-高度曲线13可以被用于确定乳房7的硬度。在x轴上，以mm为单位示出了乳房7的高度L。在y轴上，以N为单位示出了压缩力。其中，乳房体模是人类女性乳房的人造模型。实线和带圆圈的线表示包括组织等效材料(CIRS)的乳房体模的力-高度曲线，即，这些体模具有类似于人类组织的物理一致性。实线表示具有硬度k＝10.0N/mm的乳房体模的力-高度曲线13。带有圆圈的线表示具有硬度k＝6.3N/mm的乳房体模的力-高度曲线13。

此外，虚线和带有三角形的线表示包括泡沫塑料的乳房体模的力-高度曲线13。虚线表示具有硬度k＝8.7N/mm的乳房体模的力-高度曲线13。带有三角形的线表示具有硬度k＝2.5N/mm的乳房体模的力-高度曲线13。如从图4可看出的，乳房7的总体硬度与力-高度曲线13的斜率相关，因此可以根据力-高度曲线13导出。

然而，图3中所示的模型和用于采集图4的力-高度曲线13的乳房体模是乳房的简化弹性-机械模型。真正的人类乳房可以展现出非线性特性。其中，回弹模量可能取决于压缩力而变化。

在图5中，示出了与图4相比更有弹性的乳房模型的力-高度曲线13。其中，x轴以mm为单位示出了乳房7的高度L，而y轴以N为单位示出了压缩力。在用于图5的模型中，考虑了取决于压缩力的乳房7的硬度k的变化。另外，考虑了力-高度曲线13对由于血液流出和乳房7的粘弹变形引起的松弛效应的依赖。力-高度曲线13趋向于在压缩过程结束时比例如在压缩过程开始时或在压缩过程的第一部分中更为线性。其中，压缩过程的结束可以表示在停止压缩之前乳房高度L的1mm到2mm的变化。

因为上述效果在压缩过程结束时较不显著，所以在压缩过程结束时执行对硬度k的测量或估计可能有助于改善测量的可靠性。用于改善对腺体度的确定的额外或备选的可能性可以是测量的值的数据库。这种数据库可以被用作查找表或用于曲线拟合。

在图6中，示出了用于确定乳房接触面积A的具有视觉标记45的支撑板5。压缩板3可以类似地被设计具有视觉标记45。根据等式(2)，需要乳房接触面积A来确定E_ave。可以由用户或操作员在视觉上估计乳房接触面积A的值。支撑板5或类似的压缩板3可以帮助确定乳房接触面积A。其中，视觉标记45可以被集成到板3、5中，或备选地例如通过激光被投影到板3、5上。在该情形下，输入设备(例如，一些按钮)可以直接在乳房支撑件处或靠近乳房支撑件获得，从而允许操作员将该信息提交或提供给系统。备选地或额外地，摄像机(尤其是小型摄像机)可以被用于自动检测和测量乳房接触面积。其中，乳房接触面积比腺体度本身更容易确定。

图7示意性示出了根据本发明的实施例的在乳腺摄影检查期间用于优化X射线成像的系统1。系统1包括用于在获得射线图像的同时支撑乳房7的支撑板5。此外，系统包括压缩板3，其用于在获得射线图像的同时压缩在支撑板5与压缩板3之间的乳房7。压缩板3和支撑板5中的一个可以被设计为可相对于另一板移动。检查中的乳房7可以被放置在支撑板5与压缩板3之间，从而支撑板5在乳房7在乳房7下面而压缩板3在其上面。压缩板3和支撑板5是X射线成像系统21(还被表示为用于乳腺摄影检查的装置)的一部分。

系统1还包括监测单元23，其可以是处理单元37的一部分。监测单元23可以无线地或通过线缆连接到系统1的若干部件(图7中未示出)。例如，监测单元23可以连接到屏幕或显示器25上、连接到交互设备33(也被表示为接口单元)上、连接到跟踪设备31、连接到X射线源15、连接到X射线探测器17、连接到力传感器19、连接到压缩设备35、连接到可调节支撑件41以及连接到投影仪43上。

监测单元23适于在压缩乳房7期间采集力-高度曲线13。特别地，监测单元23可以适于在特定时间段采集力传感器19或压力传感器的测量结果。此外，监测单元23可以适于自动确定在乳房7与压缩板3之间或者在乳房7与支撑板5之间的乳房接触面积A。此外，监测设备23适于根据力-高度曲线13导出检查中的乳房7的硬度。

此外，监测设备23适于基于所确定的乳房接触面积A、基于乳房的硬度或者基于乳房的腺体度来确定压缩力极限。其中，监测设备23可以将采集的和所确定的值传送到处理单元31。

处理单元37适于以无辐射的方式基于力-高度曲线13来确定乳房7的腺体度。为此，可以在处理单元37处存储测量的值的数据库和/或对应算法。此外，处理单元37适于基于所确定的腺体度来优化X射线成像系统21的参数。在上文描述了待优化的参数。

系统1并且尤其是X射线成像系统21适于采集乳房7的射线图像。成像系统包括X射线源15和X射线探测器17。图7中所示的范例是所谓的站立调查系统，其中例如处于站立位置中的患者可以例如在乳房被检查的同时站立。

因此，X射线探测器17被提供为一类可以在其上接收乳房7的扁板或小台。因此，X射线探测器17可以被放置在支撑板5之下或者被集成到支撑板5中。可移动的压缩板3被提供在距X射线探测器17可调整的距离处，以便能够在乳房上用期望的按压力进行动作。压缩板3附接到压缩设备35上，以允许压缩板3的必要移动。

X射线源15生成朝向X射线探测器17发射的X射线辐射。因此，压缩板3被设计为X射线透明的。X射线源15和X射线探测器17附接到可调支撑件41上以允许进行垂直调节，从而X射线探测器17的高度可以适于检查中的人的不同尺寸。成像系统的旋转移动可以不仅在垂直方向上而且在与垂直方向成一定角度(例如，30°)的方向上或者以水平方式在X射线查看方向上采集X射线图像。对于传统的乳房摄影，成像可以以单个固定方向进行，并且备选地还以用于层析合成采集的多个角度位置的范围进行。提供了基底39，其例如可以牢固地被固定到检查室的地板。

根据本发明的另一示例性实施例，系统1还包括显示器25，其适于显示第一输出信号和/或第二输出信号。显示器25可以包括光学器件和声学器件。此外，显示器25可以被提供为分离设备和/或例如被包含到系统1的基底39中。此外，如图7所示可以提供若干显示器25。显示器可以连接到处理单元37，并且尤其连接到监测设备23。此外，显示器25可以连接到交互设备33(例如键盘)。备选地，显示器25可以包括例如触摸屏形式的交互设备33。交互设备33例如可以用于将乳房接触面积A手动输入到监测设备23中。

必须指出，所示出的X射线成像系统是所谓的站立类型。还应指出，本发明还包括用于X射线成像的其他类型，例如可移动的或固定的X射线成像系统，或者具有工作台的X射线成像系统，在所述工作台上可以接收患者以便在患者躺在工作台上(例如，面朝下)时可以采集X射线图像。

根据本发明的另一示例性实施例，系统1包括跟踪设备31，其用于实时测量乳房接触面积A。例如，跟踪设备31可以被布置在乳房之上并且在压缩板3之上。跟踪设备31可以是光摄像机的系统，其例如与在图6的实施例中描述的视觉标记45组合来采集乳房接触面积A。可以通过跟踪设备31来将测量的乳房接触面积值提供给确定乳房的硬度的监测设备23，或直接提供给处理单元37。

根据本发明的另一示例性实施例，系统7包括力传感器19，其测量当前施加的压缩力，并将测量的值提供给监测设备23。

在图8中，示出了所计算的针对不同组的乳房的弹性模量的表示。图8中的图表基于对12个女性的研究。对于每个女性，记录动态的力-高度曲线13。此外，有经验的放射摄影助手通过触诊估计(BIRADS)乳房密度。研究参与者中有六位被估计为BIRADS密度2，其对应于纤维腺体度分散乳房，并且参与者中有六位被估计为BIRADS密度3，其对应于不均匀性致密乳房。

根据所采集的力-高度曲线13，根据等式(2)来确定弹性模量。这里硬度k被导出为在压缩过程结束时的斜率，其中变形主要是弹性的。乳房7的高度L被测量为在压缩过程结束时的压缩高度，并且根据在压缩过程结束时的乳房长度(即，乳房的从胸壁到乳头的长度)估计乳房接触区域A。这些值被插入到等式(2)中。结果如图8所示。

其中，图9的左边部分表示纤维腺体度分散乳房组的弹性模量E_ave，而图8的右边部分表示不均匀性致密乳房组的弹性模量E_ave。Y轴以N/m²为单位示出了所计算的弹性模量。十字分别表示针对每组的弹性模量的平均值。柱分别表示针对每组的弹性模量的最小值和最大值。

图8示出了根据力-高度曲线13来确定弹性模量E_ave并且因此还确定腺体度的实际可行性。可以在图8中在具有不同密度的两组乳房之间检测到弹性模量E_ave的统计学上显著的差别。

根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种计算机程序或一种计算机程序单元，其特征在于适于在适当的系统上执行根据前面的实施例之一所述的方法的方法步骤。

因此，所述计算机程序单元可以被存储在计算单元上，所述计算单元也可以是本发明的实施例的部分。所述计算单元可以适于执行以上描述的方法的步骤或诱发以上描述的方法的步骤的执行。此外，所述计算单元可以适于操作以上描述的系统或装置的部件。所述计算单元能够适于自动地操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以被下载到数据处理器的工作存储器中。所述数据处理器由此可以配备为执行本发明的方法。

本发明的该示范性实施例涵盖从一开始就使用本发明的计算机程序或借助于更新将现有程序转变为使用本发明的程序的计算机程序两者。

另外，所述计算机程序单元可以适于提供实现如以上所描述的方法的示范性实施例的流程的所有必需步骤。

根据本发明的另一示范性实施例，提出了一种计算机可读介质，例如CD-ROM，其中，所述计算机可读介质具有存储在所述计算机可读介质上的计算机程序单元，其中，所述计算机程序单元由前面部分描述。

然而，所述计算机程序也可以存在于诸如万维网的网络上并能够从这样的网络中下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种用于使得计算机程序单元能够被下载的介质，其中，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的之前描述的实施例之一所述的方法。

必须指出，本发明的实施例参考不同主题加以描述。具体而言，一些实施例参考方法类型的权利要求加以描述，而其他实施例参考设备类型的权利要求加以描述。然而，本领域技术人员将从以上和下面的描述中了解到，除非另行指出，除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也被认为被本申请公开。然而，所有特征能够被组合以提供超过特征的简单相加的协同效应。

尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和从属权利要求，本领域的技术人员在实践所主张的本发明时能够理解和实现所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，量词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求书中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施的事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (14)

1.一种用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的方法，包括以下步骤：

压缩(S01)在支撑板(5)与压缩板(3)之间的乳房(7)；

在压缩期间采集(S03)力-高度曲线(13)；

基于所述力-高度曲线(13)无辐射地确定(S05)所述乳房(7)的弹性值；并且

基于所确定的弹性值来优化(S07)X射线成像系统的参数。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所优化的参数是以下参数的组中的至少一个参数：X射线源(15)的管阳极电压、X射线源(15)的管电流、X射线前置滤波属性、X射线曝光时间以及X射线探测器能量阈值。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，

其中，确定所述弹性值包括：

确定(S05a)在所述乳房(7)与所述压缩板(3)或所述支撑板(5)之间的乳房接触面积；并且

基于所述力-高度曲线(13)来确定(S05c)所述乳房(7)的硬度(k)。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中，确定所述乳房(7)的所述硬度(k)是在压缩过程结束时实施的。

5.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，

其中，确定所述弹性值包括：

比较(S05d)所采集的力-高度曲线(13)与测量的值的数据库。

6.根据权利要求5所述的方法，

其中，所述比较实施以下特征中的至少一个：查找表以及作为曲线拟合。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，

其中，所述弹性值是被自动确定的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括：

提供(S09)表示所述弹性值的第一输出信号。

9.根据权利要求8所述的方法，

其中，所述第一输出信号是光信号和/或声信号。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括：

基于以下量中的至少一个来确定(S11)压缩力极限：所述乳房接触面积(A)、所述乳房(7)的硬度(k)以及所述乳房的腺体度(g)；

提供(S13)表示在所述量与所述压缩力极限之间的关系的第二输出信号；

其中，当在所述乳腺摄影检查期间达到所述压缩力极限时提供所述第二输出信号。

11.一种用于在乳腺摄影检查期间优化X射线成像的系统(1)，包括：

X射线成像系统(21)，其用于采集乳房(7)的射线图像；

支撑板(5)，其用于在获得射线图像的同时支撑乳房(7)；

压缩板(3)，其用于在获得所述射线图像的同时压缩在所述支撑板(5)与所述压缩板(3)之间的所述乳房(7)；

监测单元(23)，其用于在压缩期间采集力-高度曲线(13)；

处理单元(37)，其用于基于所述力-高度曲线(13)无辐射地确定所述乳房(7)的弹性值；

其中，所述处理单元(37)适于基于所确定的弹性值来优化所述X射线成像系统(21)的参数。

12.根据权利要求11所述的系统(1)，

其中，所优化的参数是以下参数的组中的至少一个参数：X射线源(15)的管阳极电压、X射线源(15)的管电流、X射线前置滤波、X射线曝光时间以及X射线探测器能量阈值。

13.一种用于控制根据权利要求12和13中任一项所述的系统的计算机程序单元，所述计算机程序单元当由处理单元执行时适于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。

14.一种存储有根据权利要求13所述的程序单元的计算机可读介质。