CN115348838A - 用于测量泡沫乳房压缩桨的偏转的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种对用泡沫浆压缩的乳房进行成像的方法，包括从X射线源向乳房发射X射线能量，并且泡沫浆具有多个上标记和多个下标记，其中多个下标记可相对于上标记移动。在与乳房相对部署的检测器处检测来自X射线源的X射线能量。基于检测到的X射线能量生成压缩乳房的图像。在图像中识别多个上标记中的至少一个和多个下标记中的至少一个。确定压缩乳房在多个厚度位置处的厚度，其中多个厚度位置中的每个厚度位置对应于多个下标记中的至少一个。

Description

用于测量泡沫乳房压缩桨的偏转的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请作为PCT国际专利申请在2021年3月22日提交，并要求于2020年3月27日提交的美国临时专利申请序列No.63/000,790的优先权权益，该申请的全部公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

乳房X线照相和乳房断层合成中的一个已知挑战是当乳房被压缩(这必须以足够的力来完成以固定乳房并散开乳房组织以便进行X射线成像)时患者可能感到不适。不适感可能潜在地导致患者移动，从而对图像质量产生负面影响。不适感也可能潜在地阻止患者接受乳腺癌筛查。另一个已知的挑战是确保成像场包括期望量的乳房组织。这种不适导致了具有柔性特征的压缩桨的发展，例如，塑料片、柔性网、泡沫压缩材料等。这些柔性材料对正确成像乳房提出了独特的挑战。在使用平坦、刚性压缩板的现有成像系统中，可以通过测量或计算压缩板在乳房支撑平台上方的高度来相当容易地确定压缩乳房的厚度。但是，使用柔性材料来稳定乳房使得这种简单的计算变得不可能。

发明内容

在一个方面，本技术涉及一种对用泡沫浆压缩的乳房进行成像的方法，该方法包括：从X射线源向乳房和具有多个上标记和多个下标记的泡沫浆发射X射线能量，其中多个下标记可相对于上标记移动；在与乳房相对部署的检测器处检测来自X射线源的X射线能量；基于检测到的X射线能量生成压缩乳房的图像；在图像中识别多个上标记中的至少一个和多个下标记中的至少一个；以及确定压缩乳房在多个厚度位置处的厚度，其中多个厚度位置中的每个厚度位置对应于多个下标记中的至少一个。在示例中，确定厚度包括在图像中计算多个上标记中的第一上标记和多个下标记中与图像相邻的第一下标记之间的距离。在另一个示例中，确定厚度包括确定图像中多个下标记中的至少一个下标记的特性。在又一个示例中，确定厚度包括计算图像中多个上标记中的第一上标记和多个上标记中的第二上标记之间的距离。在还一个示例中，确定厚度包括计算图像中多个下标记中的第一下标记和多个下标记中的第二下标记之间的距离。

在上述方面的另一个示例中，X射线能量包括侦察(scout)曝光。在另一个示例中，该方法还包括至少部分地基于对厚度的确定来计算自动曝光控制。在又一个示例中，该方法包括至少部分地基于计算出的自动曝光控制发射成像X射线能量。

在上述方面的另一个示例中，该方法包括对多个厚度位置中的至少两个厚度位置的差异进行建模；并且至少部分地基于建模的差异对图像应用衰减。

在上述方面的另一个示例中，该方法包括执行断层合成成像过程；从断层合成成像过程中获得压缩乳房的断层合成图像集合；以及识别断层合成图像集合的至少一个断层合成图像中的乳房边界。在示例中，识别乳房边界至少部分地基于对厚度的确定。在又一个示例中，该方法包括显示断层合成图像集合中的至少一个断层合成图像；以及在所显示的断层合成图像集合的至少一个断层合成图像上显示指示乳房边界的特征。在还一个示例中，所显示的至少一个断层合成图像包括乳房的最上面的断层合成图像。

在上述方面的另一个示例中，该方法包括至少部分地基于所述确定来计算X射线成像剂量。

在上述方面的另一个示例中，该方法包括处理图像；识别多个上标记和多个下标记中的至少一个的至少一个参考标记；向识别出的参考标记施加负信号，其中该施加产生经校正的图像；以及显示经校正的图像。在另一个示例中，施加负信号包括调整识别出的参考标记处的像素计数。

在另一方面，本技术涉及一种用于压缩乳房的桨，该桨包括：泡沫型材，包括上表面、下表面和前壁；靠近上表面部署的多个上标记，其中多个上标记部署在距前壁第一距离处；以及靠近下表面部署的多个下标记，其中多个下标记部署在距前壁第二距离处。在示例中，桨包括刚性基板，其中泡沫型材在上表面处固定到刚性基板，并且其中多个上标记部署在刚性基板和泡沫型材之间。在另一个示例中，多个下标记部署在泡沫型材内。在又一个示例中，多个标记被配置为当桨的下表面受到向上的力作用时移动。在还一个示例中，多个上标记被配置为当桨的下表面受到向上的力作用时保持静止。在另一个示例中，桨包括固定到泡沫型材的底部泡沫型材，其中多个下标记部署在底部泡沫型材和泡沫型材之间。

附图说明

图1A是示例性成像系统的示意图。

图1B是图1A的成像系统的透视图。

图2A-2C是具有泡沫压缩元件的乳房压缩桨的各种视图。

图2D是图2A-2C的压缩乳房的乳房压缩桨的正视图。

图3A和3B描绘了具有桨的成像系统的局部侧视图，该桨利用泡沫压缩元件并且在其上带有标记。

图4A描绘了具有桨的成像系统的局部侧视图，该桨利用泡沫压缩元件并且在其上带有标记，处于未压缩位置。

图4B描绘了图4A的桨在未压缩位置的图像的俯视图。

图5A描绘了图4A的成像系统在压缩位置的局部侧视图。

图5B描绘了图5A的桨在压缩位置的图像的俯视图。

图6描绘了对用泡沫桨压缩的乳房进行成像的方法。

图6A描绘了利用在图6的方法中进行的乳房厚度计算来计算自动曝光控制的方法。

图6B描绘了利用在图6的方法中进行的乳房厚度计算来均衡压缩乳房的图像的方法。

图6C描绘了利用在图6的方法中进行的乳房厚度计算来识别压缩乳房的乳房边界的方法。

图6D描绘了利用在图6的方法中进行的乳房厚度计算来计算用于对压缩乳房进行成像的X射线成像剂量的方法。

图6E描绘了利用在图6的方法中进行的乳房厚度计算来减少压缩乳房的图像中的标记伪影的方法。

图7描绘了可以在其中实现给出的示例中的一个或多个示例的合适操作环境的示例。

图8描绘了可以在其中操作本文公开的各种系统和方法的网络的示例。

具体实施方式

利用泡沫压缩材料的桨在成像过程中减少了患者的不适，这可以说服更多的女性进行定期检查，从而导致早期癌症诊断。由于这种改善的舒适度，患者在成像过程期间也可以减少移动，从而改善图像结果。但是，利用泡沫压缩材料的桨产生的乳房形状与用常规刚性型桨压缩的乳房形状非常不同。更具体而言，当用泡沫压缩元件压缩时，所得压缩乳房在整个视场中不具有均匀的厚度。因此，虽然利用泡沫压缩元件的桨更舒适，但这种桨对乳房成像系统(例如，乳房X线照相、断层合成或组合乳房X线照相/断层合成系统)如何进行曝光并产生诊断相关质量的图像带来了无数挑战。

本文描述的技术提供了用于准确测量整个视场的泡沫压缩材料下方的局部乳房和泡沫厚度的方法。该技术考虑了在桨下方离散位置测量局部厚度的系统和方法。在知道整个乳房的乳房厚度信息的情况下，自动曝光控制(AEC)和X射线剂量可以更准确地计算出来。此外，可以改进图像处理和显示。在前者的示例中，由于使用泡沫压缩元件导致乳房缺乏均匀的厚度，因此在标准图像处理后得到的X射线图像会显得不平坦，从而使放射科医生更难以审查图像。在后者的特定示例中，准确测量乳房厚度允许确定乳房边界，从而可能将边界之外的区域(例如，在断层合成图像集合的离散图像中)排除在后续审查之外。因此，这些技术对于利用泡沫压缩材料制造可行的桨至关重要。

图1A是示例性成像系统100的示意图。图1B是成像系统100的透视图。同时参考图1A和图1B，成像系统100经由包括静态乳房支撑平台106和可移动压缩桨108的乳房压缩固定器单元104来固定患者的乳房102以进行X射线成像(乳房X线照相和断层合成之一或两者)。乳房支撑平台106和压缩桨108各自分别具有压缩表面110和112，压缩表面110和112朝彼此移动以压缩和固定乳房102。在已知系统中，暴露压缩表面110、112以便与乳房102直接接触。平台106还容纳图像接受器116和可选的倾斜机构118以及可选的防散射栅格。固定器单元104处在从X射线源122发出的成像光束120的路径中，使得光束120撞击在图像接受器116上。

固定器单元104支撑在第一支撑臂124上，并且X射线源122支撑在第二支撑臂126上。对于乳房X线照相，支撑臂124和126可以绕轴线128在诸如CC和MLO之类的不同成像朝向之间作为单元旋转，使得系统100可以在每个朝向上拍摄乳房X线照片投影图像。在操作中，图像接受器116在拍摄图像的同时相对于平台106保持在适当位置。固定器单元104释放乳房102，以使臂124、126移动到不同的成像朝向。对于断层合成，支撑臂124保留在适当位置，其中乳房102被固定并保持在适当位置，而至少第二支撑臂126相对于固定器单元104和被压缩乳房102绕轴线128旋转X射线源122。系统100在相对于乳房102的光束120的各个角度处获取乳房102的多个断层合成投影图像。

同时且可选地，图像接受器116可以相对于乳房支撑平台106并与第二支撑臂126的旋转同步地倾斜。倾斜可以通过与X射线源122的旋转相同的角度，但也可以通过所选择的不同角度，使得对于多个图像中的每个图像光束120基本上保持在图像接受器116上的相同位置。倾斜可以是围绕轴线130，该轴线可以但不必在图像接受器116的图像平面中。耦合到图像接受器116的倾斜机构118可以以倾斜运动来驱动图像接受器116。对于断层合成成像和/或CT成像，乳房支撑平台106可以是水平的，或者可以与水平成一定角度，例如，与乳房X线照相中常规MLO成像的朝向类似的朝向处。系统100可以完全是乳房X线照相系统、CT系统、或者完全是断层合成系统，或者可以执行多种形式的成像的“组合”系统。这样的组合系统的示例已经由本文受让人以商品名Selenia Dimensions提供。

当操作系统时，图像接受器116响应于成像光束120的照射而产生成像信息，并将其提供给图像处理器132以进行处理和生成乳房X射线图像。包括软件的系统控制和工作站单元138控制系统的操作并与操作员进行交互以接收命令并传递包括已处理的射线图像的信息。

成像系统100的一个挑战是如何固定和压缩乳房102以进行期望或所需的成像。卫生专业人员(典型地是X射线技术专家)通常会在固定器单元104内调整乳房102，同时将组织拉向成像区域并将压缩桨108移向乳房支撑平台106，以固定乳房102并将其保持在适当位置，使尽可能多的乳房组织位于压缩表面110、112之间。这可能导致患者不适。

为了提高患者的舒适度，已经开发了利用泡沫压缩材料的压缩桨。在2019年5月24日提交的PCT国际专利申请No.PCT/US2019/033998、No.PCT/US2019/034001和No.PCT/US2019/034010中总体描述了利用泡沫压缩材料的压缩桨，这些申请的公开内容通过引用整体并入本文。此类桨稳定并轻微压缩乳房，同时减少了与仅具有刚性压缩表面的压缩桨相关联的不适。

图2A-2C是具有固定到刚性基板204的泡沫压缩元件202的乳房压缩桨200的一个示例的各种视图。同时描述图2A-2C。桨200包括托架部分206，该托架部分206通常与基板204一体形成，用于将桨连接到成像系统的压缩臂。桨200还包括与托架部分206相对的前表面208，该前表面在压缩和成像过程期间被布置为靠近患者的胸壁。在示例中，基板可以是刚性的。如本文所使用的，术语“刚性”并不意味着基板204在乳房压缩期间没有弯曲，而是基板204显示出比固定到基板204的底部的泡沫压缩元件202更大的耐弯曲或变形。凸起的壁204a提供附加的刚性。

可以利用化学粘合剂将泡沫压缩元件202固定到基板204的底表面。在其它示例中，压缩元件的上表面可以是泡沫压缩元件202固定到其上的刚性塑料或其它材料。可以使用多个螺栓、钩子或其它机械紧固件(未示出)将这种刚性塑料连接到桨200的刚性基板204。如果使用这样的机械紧固件，那么可能期望将所述紧固件布置在泡沫压缩材料202的预期靠着乳房压缩的区域之外，从而避免压力点和由此引起的不适，以及防止在任何生成的X射线图像中出现伪像。

泡沫压缩元件202包括多个边缘表面。前缘表面210靠近基板204的前表面208布置，以便在压缩和成像过程期间靠近患者的胸壁布置。后缘表面212被布置为与前缘表面210相对，靠近托架部分206。还描绘了侧边缘表面214、216。一般而言，这些侧边缘表面214、216可以被描绘为内部或外部侧边缘表面，这与通常用于描述乳房的内侧和外侧的术语一致。当然，本领域技术人员将认识到，相同的压缩桨200可以用于一次一个地压缩任一乳房，这将有效地改变术语“内部”和“外部”对泡沫压缩材料202的侧边缘表面的应用。此外，在侧边缘表面214、216之间的其大致中点处布置有中平面220。中平面220被布置为基本上正交于布置在泡沫压缩材料202的下侧上的压缩表面218。压缩表面218的各部分将在压缩期间与乳房接触。在另一个示例中，泡沫压缩材料202可以覆盖有生物相容性覆盖物，该生物相容性覆盖物可以保护泡沫压缩材料202免于吸收体液。在示例中，其可以是一次性的或可清洗的。为了改善患者体验，覆盖物可以在其与患者接触的地方由柔软材料制成。为了防止液体转移到泡沫压缩材料202中，相对的塑料侧可以接触泡沫压缩材料202。界面222位于压缩表面218与前缘表面210相遇的地方。压缩期间界面222的形状有助于限定泡沫压缩材料202及其功能。

图2D是用于成像系统的压缩系统250的正视图。压缩系统250包括呈压缩桨200形式的第一压缩元件，其具有刚性基板204和固定到其上的泡沫压缩元件202。还描绘了第二压缩元件，在这种情况下为乳房支撑平台252。还描绘了搁在乳房支撑平台252的上表面256上的乳房254。在使用期间，通过由压缩桨200施加力F来压缩乳房254。当压缩增加时，泡沫压缩材料202变形并符合乳房254的轮廓。由此，随着力F增加，乳房254和泡沫压缩材料202都发生压缩。当乳房254基本上沿着中平面220居中时，该压缩可以由在前缘表面210处靠近中平面220的泡沫压缩材料202的压缩百分比来定义。在其它示例中，界面222的轮廓可以限定泡沫压缩材料202的压缩。

如上所述，泡沫压缩材料202具有前边缘表面210的未压缩高度H。在示例中，前边缘表面210处的未压缩高度H可以是约一英寸到约两英寸。在另一个示例中，未压缩高度H可以是约两英寸到约三英寸。在另一个示例中，未压缩高度H可以超过约三英寸。通过测试已经确定，约三英寸的未压缩高度H足以压缩大量的从小到大的乳房。在断层合成成像过程之前，可以将乳房254压缩到成像状态，在示例中，这是使乳房充分稳定并稍微压缩乳房的状态。与先前的用坚硬的压缩桨进行压缩导致乳房明显扁平的系统不同，该压缩乳房的成像状态只需为其中所得到的断层合成图像是可管理的数量的厚度即可。这样的可管理数量可以是诊断上有意义的数量，使得所得到的乳房图像切片可以在切片之间提供足够的区分，但是没有如此大量的图像，这将需要临床医生显著更多的审查时间。

在示例中，在前边缘表面210处的泡沫压缩材料202完全压缩之前，达到乳房254的这种成像状态。图2D描绘了将泡沫压缩材料压缩至乳房254处于成像状态所需的最大量。为了说明的目的，图2D描绘了以泡沫压缩材料202的中平面220为中心的乳房254。因此，在该位置的泡沫压缩元件202的一部分没有被完全压缩，并且在图2D中被描绘为未完全压缩的高度H'。该未完全压缩的高度H'是泡沫压缩材料202的在前缘表面210处测量的部分，虽然是泡沫压缩材料202的最大压缩部分，但是如果对乳房254施加进一步的力，那么其仍可以被进一步压缩。在示例中，当仅泡沫压缩材料202的一部分达到完全压缩高度H'时，可以达到乳房的成像条件。随着与胸壁的距离增加，这个完全压缩的高度H'会发生变化(即，增加)。这是乳房形状和泡沫压缩材料属性的结果。

界面222的形状可以限定泡沫压缩材料202的压缩。与现有技术的在压缩表面和前缘表面之间的界面沿着乳房的整个长度基本上被压平的薄泡沫垫不同，本技术的泡沫压缩材料202沿着整个乳房254的大部分维持弯曲的形状。界面222例如限定了从靠近乳房254的内侧的第一接触点258到靠近乳房254的外侧的第二接触点260的大致平滑曲率256。但是，现有技术的薄泡沫垫从第一接触点到第二接触点几乎是平坦的。

图3A和3B描绘了具有桨302的成像系统300的局部侧视图，桨302利用泡沫压缩材料304并且在其上具有多个标记。在泡沫压缩材料304上方和下方布置为多行的多个标记(如本文更详细描述的)允许检测受压乳房的不均匀厚度。除非另有说明，否则图3A和3B中描绘的后缀对应于这些图的描述中在没有后缀的情况下描述的特定特征。每个桨302都包括刚性基板308和固定到其底表面的泡沫压缩材料304。在图中，刚性基板308被描绘为与泡沫压缩材料304间隔开，但这仅用于说明目的。固定在刚性基板308和泡沫压缩材料304之间的是多个平行于胸壁布置成行的顶部标记。第一行顶部标记306被描绘为最靠近胸壁，例如，靠近刚性基板308和泡沫压缩元件304的前表面。第二行顶部标记310被部署为与第一行306相距第一距离d1，而第三行顶部标记312被部署为与第二行310相距第二距离d2。顶部标记306、310、312可以固定到刚性基板308或泡沫压缩材料304并且可以部署在那些元件之间。在另一个示例中，顶部标记可以部署在刚性基板的上表面上。在这些位置，顶部标记306、310、312主要指示泡沫压缩材料304的顶部表面以及刚性基板308的底部表面的水平。顶部标记306、310、312充当固定参考。

固定到泡沫压缩材料304的底表面的是平行于胸壁布置成行的多个底部标记。第一行底部标记314被描绘为最靠近胸壁，例如与泡沫压缩元件304和刚性基板308的前表面相隔第三距离d3。第二行底部标记316部署为与第一行314相距第四距离d4，而第三行底部标记318被部署为与第二行316相距第五距离d5。底部标记314、316、318可以暴露在泡沫压缩材料304a的底部处，如图3A中所示，或者可以由薄泡沫覆盖物320b覆盖，如图3B中所示。薄泡沫覆盖物320b可以由与泡沫压缩材料304相同或不同的材料形成，并且可以是泡沫压缩材料304的厚度的大约5％、大约7％、大约10％、大约12％、大约15％或大约17％。在这个位置，底部标记314、316、318主要指示压缩乳房的顶部表面或泡沫压缩材料304的底部表面(对于泡沫压缩材料304不与乳房接触的部分)的水平。

距离d1、d2、d3、d4、d5允许行306、310、312、314、316、318中的每一行在由从X射线管的发射生成的所得图像中可见(其焦点在320处绘出)。因此，给定X射线能量322的角度，由于第二顶行标记310和第三顶行标记312之间的间隔距离d2，第二底行标记316在所得图像中仍然可见。距离d1、d2、d3、d4、d5可以至少部分地基于泡沫压缩材料304的厚度、每行标记中的各个标记的长度(在本文中更详细地描述)、焦点322和标记之间的预期距离，以及其它因素确定。

图4A描绘了具有桨402的成像系统400的局部侧视图，该桨402利用泡沫压缩元件406并且在其上具有标记，处于未压缩位置。图4B描绘了图4A的桨402在未压缩位置的图像的俯视图。在成像时，所有标记都出现在单个描绘的平面上。同时描述图4A和4B。如本领域已知的，泡沫压缩材料406固定到刚性基板404并且可相对于乳房支撑平台408可移动地定位。描绘了顶部标记410、412、414的行，其中的每一个包括许多离散的线、刻度线或已知维度和间隔的其它标记。例如，每一行410、412、414的每条线具有已知长度l_T。此外，相邻行410、412、414之间的距离也是已知的。还描绘了底部标记416、418、420的行，并且每个包括许多离散的线、刻度标记或已知维度和间隔的其它标记。例如，每一行410、412、414的每条线具有已知长度l_B。此外，相邻行410、412、414之间的距离也是已知的。当拍下桨402的X射线图像时，相邻行之间的距离(如例如图4B的所得图像中所绘出的)可以被确定为D。这里，距离D在所有行的所有投影之间不一定相同，而是仅用于说明目的。

图5A描绘了图4A的成像系统400在压缩位置的局部侧视图。图5B描绘了图5A的桨402在压缩位置的图像的俯视图。在成像时，所有标记都出现在单个描绘的平面上。同时描述图5A和5B。图4A和4B中描绘的某些组件也在图5A和5B中描绘并且因此不必进一步描述。泡沫压缩材料406将乳房B压靠在乳房支撑平台408上。在压缩期间，顶部标记410、412、414通常维持它们的位置和投影长度l_T。但是，随着泡沫压缩元件406改变形状以适应压缩乳房B的轮廓，这种压缩改变了底部标记416、418的位置和投影长度中的一个或两者。然后，在图5B的投影中，这些改变被描绘为相邻投影行之间的改变的间隔距离D'。这里，所有行的所有投影之间的距离D'不一定相同，而是仅用于说明目的。但是，注意的是，由于标记行420的位置没有改变(因为它不位于泡沫压缩材料406的偏转部分上)，因此与相邻顶部标记行414的间隔距离与图4B中的间隔距离没有改变。此外，底部标记行416、418的投影长度也由于泡沫压缩材料曲率的变化而改变(该改变的投影长度被描绘为l'_B)。由于标记行420不位于泡沫压缩材料406的偏转部分上，因此其长度保持为l_B。在已知标记长度和标记间隔的这些变化的情况下，几何计算允许系统确定泡沫压缩材料406的曲率，并因此确定关于位于每个标记下面的乳房厚度的信息。

可以认识到的是，如果图4A和5A中描绘的标记的长度l_T、l_B和间隔距离D是已知的，并且成像标记的长度l'_T、l'_B和间隔距离D'在X射线图像中被测量，那么三角计算可以产生实际标记410-420与成像平面之间的距离。标记410、412、414与刚性基板404底部之间的距离，以及成像平面与乳房平台顶部之间的距离是已知的。通过测量投影的相邻标记行(例如，顶部标记行410和底部标记行416)之间的间隔距离，以及底部标记行416、418、420的长度，泡沫压缩材料406的底表面的偏转可以被确定。这些各种计算用于计算压缩乳房B在大量位置处的几何厚度，以生成压缩乳房的轮廓。在美国专利No.8,768,026中描述了用于计算被刚性桨压缩的乳房的厚度的技术，该申请的公开内容在此通过引用整体并入本文。这些技术解决了测量单行中相邻标记之间的间隔距离，以确定乳房桨高度，从而确定乳房厚度。这些技术适用于确定顶部标记410、412、414在乳房支撑平台上方的距离。

已经发现，可以修改和应用美国专利No.8,768,026中描述的方法，以便计算相邻成像行之间的间隔距离D、D'，以及行中的离散标记的长度l_T、l_B、l'_B。通过这些计算，可以确定泡沫压缩材料的多个离散点处的乳房厚度。

更一般地，图6描绘了对用具有诸如泡沫压缩材料的柔性压缩元件的桨压缩的乳房进行成像的方法600。方法600开始于操作602，从X射线源向乳房和泡沫浆发射X射线能量。泡沫桨可以如本文其它地方所描绘的那样配置并且至少包括多个上标记和多个下标记。由于下标记部署在泡沫桨的下表面附近，因此下标记可相对于上标记移动，上标记由于它们通常部署在泡沫桨的刚性基板附近而保持固定。在操作604中，在与乳房相对部署的检测器处(例如，在乳房支撑平台下方)检测来自X射线源的X射线能量。该检测可以是单次检测(例如，在标准乳房X线照相曝光或侦察图像曝光的上下文中)或可能存在多个检测(例如，在断层合成过程的上下文中)。在操作606中，基于检测到的X射线能量生成压缩乳房的图像。在操作608中，在操作606中生成的图像中识别多个上标记中的至少一个和多个下标记中的至少一个。

当该方法600在断层合成成像过程中利用时，它可以应用于每个断层合成投影图像以执行厚度分析。在这方面，方法600可以应用于在标准乳房X线照相期间生成的2D图像，以及在断层合成成像过程期间获得的各个2D图像。但是，在断层合成过程中，可以使用另一种分析方法来获得厚度信息。可以审查每个切片并且可以识别具有更强标记信号的切片。切片堆叠中的切片数量允许确定切片的高度，该高度可以用于计算顶部和底部标记的垂直(例如，Z轴)位置。通过识别具有最强标记信号的切片，标记将出现在几个切片中而不是单个切片中，但具有最强信号的切片对应于该切片在Z轴中的垂直位置。

返回到方法600，操作610可以确定压缩乳房在多个厚度位置处的厚度。多个厚度位置中的每个厚度位置对应于多个下标记中的至少一个下标记。通过确定乳房的厚度(例如，乳房顶部在乳房平台上方的高度)，可以生成乳房上表面的完整轮廓。

在方法600中描绘了计算乳房厚度的多个操作。在一些示例中，通常仅需要利用这些操作中的单个操作来确定乳房厚度。但是，通常期望多个操作来提高生成的轮廓的准确性，这导致下游处理中的性能改进和更准确的计算(本文进一步描述)。对于确定或计算上标记之间的图像距离(例如，如在X射线图像中描绘的距离)的上下文，操作618用于确定上标记(靠近桨的刚性基板部署)的高度，这在美国专利No.8,768,026中进行了描述，该专利的全部公开内容通过引用并入本文。该计算提供关于桨的刚性部分的高度的基线或基准信息，并且可以与本文所述的其它计算结合使用。离散位置处的乳房厚度可以基于关于标记的特性(例如，操作612)和两个标记之间的间隔距离(例如，操作614)中的一个或两者的确定或计算来计算。例如，确定厚度可以包括在图像中计算多个下标记中的至少一个下标记的长度，操作612a。由于下标记的长度是已知的，因此该长度的变化(如图像中所反映的)可以帮助确定泡沫压缩元件变形的距离量。这种变形将导致各个标记在所得图像中显得缩短。在操作612b中，可以确定标记的所得图案并将其与标记的已知图案进行比较。例如，如果标记是虚线并且在所得图像中虚线的频率改变，那么可以确定泡沫压缩材料的那部分的偏转。

关于计算图像中的距离，操作614，描绘了多个计算或确定。在操作614a中，确定厚度包括在图像中计算多个上标记中的第一上标记和多个下标记中与图像相邻的第一下标记之间的间隔距离。这里，术语“与图像相邻”用于指示在图像中，上标记和下标记将出现在同一二维图像中，即使它们位于桨的不同高度处。间隔距离与已知间隔距离的变化(例如，当桨处于未压缩状态时)指示下标记已相对于上标记移动。根据该信息，可以执行几何计算以将间隔距离的变化与第二标记的高度变化相关联。在操作618b中，确定厚度包括计算图像中多个上标记中的第一上标记和多个上标记中的第二上标记之间的距离。同样，这在美国专利No.8,768,026中进行了描述。在操作614c中，确定厚度包括计算图像中多个下标记中的第一下标记和多个下标记中的第一下标记之间的间隔距离。所述间隔距离的明显变化指示多个下标记处于不同海拔，并且因此，在乳房的一部分上方具有与另一个部分不同的厚度。一旦确定了厚度，就可以执行进一步的方法来正确地对乳房进行成像、生成用于显示的图像、消除伪影等，如下所述。

图6A描绘了利用在图6的方法600中进行的乳房厚度计算来计算自动曝光控制(AEC)的方法630。自动曝光控制的计算需要乳房厚度作为输入。操作632例如从方法600获得乳房厚度计算。在该方法630中，可以在方法600中根据侦察曝光(例如，发射的X射线能量)计算乳房厚度。基于厚度，操作634计算AEC。在计算非均匀压缩乳房的AEC时，可以利用或考虑一个或多个因素。在示例中，可以考虑乳房的体积(其可以基于确定的乳房轮廓来计算)。在另一个示例中，可以考虑特定位置处(例如，靠近胸壁或靠近乳头)的乳房厚度。在另一个示例中，可以考虑乳房在其区域上的平均厚度。在又一个示例中，可以针对乳房的一个或多个离散部分(例如，靠近胸壁、乳头或其它位置中的一个或多个)计算AEC。还可以考虑或加权那些得到的AEC，以确定整个乳房的AEC。在示例中，可以利用多种考虑。一旦知道该AEC，就可以发射随后的成像X射线发射(例如，标准乳房X线照相和/或断层合成扫描)，操作636。随后的X射线发射的剂量至少部分地基于计算出的自动曝光控制。

图6B描绘了利用在图6的方法600中进行的乳房厚度计算来均衡压缩乳房的图像的方法640。当处于压缩的乳房不具有均匀厚度时，所得的X射线图像在标准图像处理后将出现不平坦。这种不平坦可能会使审查乳房X线照相图像变得困难，因为乳房图像需要呈现平坦以便正确识别病变。一般而言，很少有(如果有的话)高效的图像处理方法使不规则厚度的乳房图像变平坦。但是，如果乳房厚度分布是已知的(例如，经由图6的方法600)，那么可以对乳房的物理厚度变化进行建模。然后可以利用附加的组织衰减来补偿乳房的图像。所得的乳房图像将看起来就像是具有均匀厚度的乳房一样。然后可以利用已知的图像处理算法来产生诊断相关的图像以供审查。在该方法640中，乳房厚度可以在方法600中计算，并从中获得，操作642。基于在整个乳房上变化的厚度，可以构建乳房的轮廓。可以对至少两个不同厚度位置处的乳房厚度差异进行建模，操作644。所利用的模型确定乳房的哪些部分应该被衰减(以及衰减多少)以使图像中的乳房外观变平坦。基于建模的差异，可以将衰减应用于乳房，操作646。

图6C描绘了利用在图6的方法600中进行的乳房厚度计算来识别压缩乳房的乳房边界的方法650。在断层合成图像集合中，重建乳房体积的最后切片通常由于有限的Z轴分辨率而缺乏乳房边界的清晰指示。当利用具有泡沫压缩元件的桨时，问题会更加严重，因为物理乳房边界可以定位在不止一个切片上(实际上，通常会影响几个切片)。由于所提出的技术准确地测量了视场内的乳房厚度，因此该厚度信息可以用于识别乳房边界。可以利用附加的软件对每个重建切片中的乳房体积边界进行数字标注。这有助于为图像堆叠审查者(例如，临床医生)节省时间，因为她现在不必审查部署在乳房体积外部的切片部分。在该方法650中，乳房厚度可以在方法600中计算，并从中获得，操作652。在操作654中，执行断层合成成像过程。在示例中，所执行的断层合成成像过程可以是作为方法600的操作602发射的x射线能量。在另一个示例中，断层合成成像过程可以从中分离。在操作656中，从断层合成成像过程中获得压缩乳房的断层合成图像集合。在操作658中，在断层合成图像集合的至少一个断层合成图像中识别乳房边界；通常，至少部分地基于厚度确定，该边界将在多个切片中识别，通常是最上面切片中的一个或多个。在示例中，可以通过将多个离散位置处的乳房厚度与生成的各种切片进行比较来识别边界。这些多个离散位置处的厚度对应于乳房的上轮廓或垂直边界(例如，最上面的皮肤表面)。因此，在每个特定位置处位于乳房厚度外部的切片的所有部分可以被排除在进一步处理和/或显示之外。在操作660和662中，分别执行(一个或多个)切片和乳房边界的显示。具体而言，在操作660中，显示断层合成图像集合中的至少一个断层合成图像。在操作662中，指示乳房边界的特征被显示在所显示的(一个或多个)断层合成图像上。该边界可以是围绕相关区域的线、等高线或曲线。在其它示例中，乳房边界外部的所有区域都可以被挡住、覆盖或以其它方式变形。在另一个示例中，可以从显示中完全消除乳房边界外部的图像部分。

图6D描绘了利用在图6的方法600中进行的乳房厚度计算来计算用于对压缩乳房进行成像的x射线成像剂量的方法670。在没有乳房厚度作为输入的情况下，不能正确计算x射线辐射剂量。在该方法670中，乳房厚度可以在方法600中计算，并从中获得，操作672。在操作674中，x射线成像剂量可以基于其来计算。在示例中，可以应用剂量校正因子，或者剂量可以基于局部厚度(例如，靠近乳房的特定部分)，或者剂量可以基于整个乳房厚度的计算平均值、基于面积。

图6E描绘了利用在图6的方法600中进行的乳房厚度计算来减少压缩乳房的图像中的标记伪影的方法680。在该方法680中，选择标记使得它们在正常乳房图像中不可见，并且只有在补充图像处理后才变得可见。在图像处理之后，上标记和下标记强度以及它们在图像中的位置是已知的。然后可以将负标记信号添加到图像，以使图像标记无伪影。这对于系统的质量控制图像尤为重要。在该方法680中，乳房厚度可以在方法600中计算，并从中获得，操作682。在操作684中，经由已知的处理技术处理图像。在操作686中，在图像中识别多个上标记和多个下标记中的至少一个的至少一个参考标记。在操作688中，将负信号施加到识别出的参考标记；该应用会产生经校正的图像。在示例中，负信号可以对应于在识别出的标记位置处的像素计数的调整，操作690。可以对整个图像执行这些识别和应用操作，以便从中有效地去除标记伪影。在其它示例中，仅位于乳房边界内的标记(例如，如图6C的方法650中识别出的)可以被如此识别。在操作692中，显示经校正的图像。

图7图示了可以在其中实现给出的示例中的一个或多个的合适操作环境700的一个示例。该操作环境可以直接并入到本文公开的成像系统中，或者可以并入到与本文描述的成像和压缩系统分离但用于控制本文描述的成像和压缩系统的计算机系统中。这仅是合适的操作环境的一个示例，并且不旨在对使用或功能的范围暗示任何限制。其它众所周知的可以适合使用的计算系统、环境和/或配置包括但不限于成像系统、个人计算机、服务器计算机、手持式或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程消费电子产品，诸如智能电话、网络PC、小型计算机、大型计算机、平板电脑、包括上述任何系统或设备的分布式计算环境等。

在操作环境700最基本的配置中，通常包括至少一个处理单元702和存储器704。取决于计算设备的确切配置和类型，存储器704(除其它外，还存储用于计算乳房厚度的指令、确定X射线剂量或执行本文公开的其它方法)可以是易失性的(诸如RAM)、非易失性的(诸如ROM、闪存等)或两者的某种组合。在图7中用虚线706图示了这种最基本的配置。此外，环境700还可以包括存储设备(可移除设备708和/或不可移除设备710)，该存储设备包括但不限于磁或光盘或带。类似地，环境700也可以具有(一个或多个)输入设备714，诸如触摸屏、键盘、鼠标、笔、语音输入等，和/或(一个或多个)输出设备716，诸如显示器、扬声器、打印机等。环境中还可以包括一个或多个通信连接712，诸如LAN、WAN、点对点、蓝牙、RF等。

操作环境700通常包括至少某种形式的计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由处理单元702或具有操作环境的其它设备访问的任何可用介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据之类的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储设备、固态存储装置或任何其它可以用于存储期望信息的有形介质。通信介质在诸如载波或其它传输机制的调制数据信号中实施计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。术语“调制数据信号”是指具有以将信息编码在信号中的方式来设置或改变其一个或多个特性的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接之类的有线介质，以及诸如声学、RF、红外和其它无线介质之类的无线介质。以上任何的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。计算机可读设备是结合计算机存储介质的硬件设备。

操作环境700可以是使用到一台或多台远程计算机的逻辑连接在联网环境中操作的单个计算机。远程计算机可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、对等设备或其它公共网络节点，并且通常包括上述许多或所有元件以及未提及的其它元件。逻辑连接可以包括可由通信介质支持的任何方法。这样的联网环境在办公室、企业范围的计算机网络、内联网和互联网中是常见的。

在一些实施例中，本文描述的部件包括可由计算机系统700执行的此类模块或指令，其可以被存储在计算机存储介质和其它有形介质上并在通信介质中传输。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据之类的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。以上任何的组合也应包括在可读介质的范围内。在一些实施例中，计算机系统700是将数据存储在远程存储介质中以供计算机系统700使用的网络的一部分。

图8是其中可以操作本文公开的各种系统和方法的网络800的实施例。在实施例中，诸如客户端设备802的客户端设备可以经由网络808与一个或多个服务器(诸如服务器804和806)通信。在实施例中，客户端设备可以是包括本文描述的所有功能的独立成像系统(例如，图1A中描绘的成像系统120)。客户端设备还可以包括或结合膝上型电脑、个人计算机、智能电话、PDA、上网本或任何其它类型的计算设备，诸如图7中的计算设备。在示例中，这样的客户端设备可以连接到成像系统。在实施例中，服务器804和806也可以是任何类型的计算设备，诸如图7所示的计算设备。网络808可以是能够促进客户端设备与一个或多个服务器804和806之间的通信的任何类型的网络。例如，可以经由成像系统在本地获取表面图像数据和内部图像数据，并将其传送至另一个(或多个)计算设备以进行进一步处理，诸如图像获取工作站或基于云的服务。此类网络的示例包括但不限于LAN、WAN、蜂窝网络和/或互联网。

在实施例中，本文公开的各种系统和方法可以由一个或多个服务器设备执行。例如，在一个实施例中，可以采用诸如服务器804之类的单个服务器来执行本文公开的系统和方法，诸如本文讨论的成像方法。客户端设备802可以经由网络808与服务器804交互。在另外的实施例中，客户端设备802还可以执行本文公开的功能，诸如扫描和图像处理，然后可以将其提供给服务器804和/或806。

本公开参考附图描述了本技术的一些示例，其中仅示出了一些可能的示例。但是，其它方面可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的示例。相反，提供这些示例是为了使本公开透彻和完整，并将可能示例的范围充分传达给本领域技术人员。

虽然本文描述了具体示例，但是本技术的范围不限于那些具体示例。本领域技术人员将认识到在本技术范围内的其它示例或改进。因此，仅作为说明性示例公开了具体的结构、动作或介质。除非本文另有说明，否则根据本技术的示例还可以组合一般公开但没有明确组合例示的元件或部件。本技术的范围由所附权利要求及其中的任何等同形式限定。

Claims (22)

1.一种对用泡沫浆压缩的乳房进行成像的方法，所述方法包括：

从X射线源向乳房发射X射线能量，并且所述泡沫桨具有多个上标记和多个下标记，其中所述多个下标记能够相对于所述上标记移动；

在与乳房相对部署的检测器处检测来自所述X射线源的X射线能量；

基于检测到的X射线能量生成压缩乳房的图像；

在所述图像中识别所述多个上标记中的至少一个和所述多个下标记中的至少一个；以及

确定压缩乳房在多个厚度位置处的厚度，其中所述多个厚度位置中的每个厚度位置对应于所述多个下标记中的至少一个。

2.如权利要求1所述的方法，其中确定厚度包括在所述图像中计算所述多个上标记中的第一上标记和所述多个下标记中的图像相邻的第一下标记之间的距离。

3.如权利要求1所述的方法，其中确定厚度包括确定所述图像中所述多个下标记中的至少一个下标记的特性。

4.如权利要求1所述的方法，其中确定厚度包括计算所述图像中所述多个上标记中的第一上标记与所述多个上标记中的第二上标记之间的距离。

5.如权利要求1所述的方法，其中确定厚度包括计算所述图像中所述多个下标记中的第一下标记与所述多个下标记中的第二下标记之间的距离。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述X射线能量包括侦察曝光。

7.如权利要求6所述的方法，还包括至少部分地基于厚度的确定来计算自动曝光控制。

8.如权利要求1所述的方法，还包括至少部分地基于计算出的自动曝光控制发射成像X射线能量。

9.如权利要求1所述的方法，还包括：

对所述多个厚度位置中的至少两个厚度位置的差异进行建模；以及

至少部分地基于建模的差异对所述图像应用衰减。

10.如权利要求1所述的方法，还包括：

执行断层合成成像过程；

从所述断层合成成像过程中获得压缩乳房的断层合成图像集合；以及

识别所述断层合成图像集合的至少一个断层合成图像中的乳房边界。

11.如权利要求10所述的方法，其中识别乳房边界至少部分地基于厚度的确定。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：

显示所述断层合成图像集合中的至少一个断层合成图像；以及

在所显示的所述断层合成图像集合的至少一个断层合成图像上显示指示乳房边界的特征。

13.如权利要求12所述的方法，其中所显示的至少一个断层合成图像包括乳房的最上面的断层合成图像。

14.如权利要求1所述的方法，还包括至少部分地基于所述确定来计算X射线成像剂量。

15.如权利要求1所述的方法，还包括：

处理所述图像；

识别所述多个上标记和所述多个下标记中的至少一个的至少一个参考标记；

向识别出的参考标记施加负信号，其中所述施加产生经校正的图像；以及

显示所述经校正的图像。

16.如权利要求15所述的方法，其中施加负信号包括调整识别出的参考标记处的像素计数。

17.一种用于压缩乳房的桨，所述桨包括：

泡沫型材，包括上表面、下表面和前壁；

靠近所述上表面部署的多个上标记，其中所述多个上标记部署为距所述前壁第一距离；以及

靠近所述下表面部署的多个下标记，其中所述多个下标记部署为距所述前壁第二距离。

18.如权利要求17所述的桨，还包括刚性基板，其中所述泡沫型材在所述上表面处固定到所述刚性基板，并且其中所述多个上标记部署在所述刚性基板和所述泡沫型材之间。

19.如权利要求17所述的桨，其中所述多个下标记部署在所述泡沫型材内。

20.如权利要求17所述的桨，其中所述多个标记被配置为当所述桨的所述下表面受到向上的力作用时移动。

21.如权利要求20所述的桨，其中所述多个上标记被配置为当所述桨的所述下表面受到向上的力作用时保持静止。

22.如权利要求17所述的桨，还包括固定到所述泡沫型材的底部泡沫型材，其中所述多个下标记部署在所述底部泡沫型材和所述泡沫型材之间。

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