DE102013224415A1 - Mammography device with curved detector - Google Patents
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Abstract
Ein Detektor (110) für ein Mammografiegerät (100) weist eine gekrümmte äußere Oberfläche (111) auf. Die äußere Oberfläche (111) ist einer Kompressionsvorrichtung (120) des Mammografiegeräts (100) zugewendet. Die Kompressionsvorrichtung (120) und der Detektor (110) fixieren ein Untersuchungsobjekt (200).A detector (110) for a mammography device (100) has a curved outer surface (111). The outer surface (111) faces a compression device (120) of the mammographic device (100). The compression device (120) and the detector (110) fix an examination object (200).
Description
Die konventionelle Mammografie ist eine zweidimensionale bildgebende Projektionstechnik, bei der ein Untersuchungsobjekt, insbesondere eine weibliche Brust, mit Röntgenstrahlung durchleuchtet wird. Diese Strahlung wird von einem Röntgenstrahlenemitter emittiert. Bei Transmission durch das Untersuchungsobjekt wird die Strahlung abgeschwächt. Die abgeschwächte Strahlung wird anschließend mit einem Detektor detektiert und das so aufgenommene Projektionsbild ausgewertet. Typischerweise wird bei der Mammografie weiche Röntgenstrahlung im Bereich von ca. 25 bis 35 keV angewendet. Conventional mammography is a two-dimensional imaging projection technique in which an examination subject, in particular a female breast, is X-rayed. This radiation is emitted by an X-ray emitter. When transmitted through the examination subject, the radiation is attenuated. The attenuated radiation is subsequently detected by a detector and the thus recorded projection image is evaluated. Typically, soft x-ray radiation in the range of about 25 to 35 keV is used in mammography.
In jüngerer Zeit wurde die digitale Tomosynthese eingeführt, bei der es möglich ist, Schichtbilder des Untersuchungsobjekts zu rekonstruieren. Eine Einschränkung der herkömmlichen Mammografie, nämlich die eingeschränkte Sensitivität und Spezifität auf Grund des in der dritten Dimension überlappenden Gewebes kann damit im Wesentlichen überwunden werden, da sich Schnittbilder des Objekts darstellen lassen. More recently, digital tomosynthesis has been introduced, in which it is possible to reconstruct slices of the examination subject. A limitation of conventional mammography, namely the limited sensitivity and specificity due to the overlapping in the third dimension tissue can thus be substantially overcome, since sectional images of the object can be represented.
Bei solchen oder ähnlichen bildgebenden Techniken wird üblicherweise das Untersuchungsobjekt zwischen dem Detektor und einer Kompressionsvorrichtung positioniert. Üblicherweise sind der Detektor und die Kompressionsvorrichtung eben, d.h. planar, ausgebildet. Solche Detektoren können typischerweise eine zweidimensionale, ebene Matrix von Detektorelementen aufweisen, um eine Ortsauflösung beim Detektieren der Strahlung aufzuweisen. Typische Ortsauflösungen können im Bereich von ca. 0,1 mm oder weniger liegen. Typische Techniken bzw. physikalische Effekte, die zum Detektieren der Röntgenstrahlung in den Detektoren eingesetzt werden, sind z.B. Halbleiterdetektoren mit Szintillator oder Direktkonvertermaterial. Insbesondere Halbleiterdetektoren werden üblicherweise auf Substraten gefertigt, die eben und steif sind, z.B. auf Silizium Wafern oder Galliumarsenid Wafern oder vergleichbaren Halbleitermaterialen oder auch Glas. Dies kann die Flexibilität in der geometrischen Ausgestaltung des Detektors limitieren. In such or similar imaging techniques, the subject of the examination is usually positioned between the detector and a compression device. Usually, the detector and the compression device are flat, i. planar, formed. Such detectors may typically include a two-dimensional, planar matrix of detector elements to provide spatial resolution upon detection of the radiation. Typical spatial resolutions may be in the range of about 0.1 mm or less. Typical techniques or physical effects used to detect X-radiation in the detectors are e.g. Semiconductor detectors with scintillator or direct converter material. In particular, semiconductor detectors are usually fabricated on substrates that are flat and stiff, e.g. on silicon wafers or gallium arsenide wafers or comparable semiconductor materials or even glass. This can limit the flexibility in the geometric design of the detector.
Jedoch weisen solche Mammografiegeräte mit ebenen Detektoren verschiedene Einschränkungen und/oder Nachteile auf. So kann es notwendig sein, eine vergleichsweise hohe Kompressionskraft durch die Kompressionsvorrichtung auf das Untersuchungsobjekt auszuüben, um unerwünschte Bewegungen des Untersuchungsobjekts während der Aufnahme eines Röntgenbilds zu vermeiden oder zu reduzieren. Ferner kann eine hohe Kompressionskraft notwendig sein, um Streustrahlung der Röntgenstrahlen, die bei Transmission durch das Gewebe des Untersuchungsobjekts auftreten kann, zu verringern. Ferner kann eine hohe Kompressionskraft dazu verwendet werden, um das Gewebe des Untersuchungsobjekts möglichst auseinander zu drücken, um derart einen geringen Anteil von überlagerndem Gewebe im Strahlengang der Röntgenstrahlen zu erhalten – derart kann eine Aussagekraft des erhaltenen Röntgenbilds erhöht werden und die nachfolgende medizinische Diagnose kann zuverlässiger durchgeführt werden. Jedoch kann eine solche erhöhte Kompressionskraft häufig von einem Patienten als unangenehm wahrgenommen werden und zu Schmerzen führen. However, such mammography devices with planar detectors have various limitations and / or disadvantages. Thus, it may be necessary to exert a comparatively high compressive force by the compression device on the examination subject in order to avoid or reduce unwanted movements of the examination subject during the acquisition of an X-ray image. Furthermore, a high compressive force may be necessary to reduce stray radiation of X-rays which may occur when transmitted through the tissue of the examination subject. Furthermore, a high compressive force can be used to push apart the tissue of the examination object as possible, so as to obtain a small amount of superimposed tissue in the beam path of the X-rays - such a meaningfulness of the obtained X-ray image can be increased and the subsequent medical diagnosis can more reliable be performed. However, such increased compressive force can often be perceived as uncomfortable by a patient and result in pain.
Deshalb kann es erstrebenswert sein, ein Mammografiegerät bereitzustellen, bei dem eine vergleichsweise geringe Kompressionskraft durch die Kompressionsvorrichtung auf das Untersuchungsobjekt angewendet werden muss, wobei gleichzeitig zuverlässige und aussagekräftige Bildgebung erreicht wird. Therefore, it may be desirable to provide a mammography device in which a comparatively low compression force must be applied by the compression device to the examination subject, while achieving reliable and meaningful imaging.
Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen. This object is solved by the features of the independent claims. The dependent claims define embodiments.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Mammografiegerät mit einer Kompressionsvorrichtung und einem Detektor. Der Detektor ist eingerichtet, um durch ein Untersuchungsobjekt transmittierte Strahlung zu detektieren. Die Kompressionsvorrichtung und der Detektor sind eingerichtet, um derart zusammenzuwirken, dass das Untersuchungsobjekt zwischen ihnen fixiert wird. Eine äußere Oberfläche des Detektors, die der Kompressionsvorrichtung zugewendet ist, weist eine Krümmung auf. In one aspect, the invention relates to a mammography device having a compression device and a detector. The detector is set up to detect radiation transmitted through an examination subject. The compression device and the detector are arranged to cooperate in such a way that the object to be examined is fixed between them. An outer surface of the detector facing the compression device has a curvature.
Zum Beispiel kann die Strahlung weiche Röntgenstrahlung sein. Das Mammografiegerät kann weiterhin eingerichtet sein, um ein oder mehrere Röntgenbilder während einer Aufnahmephase basierend auf der detektierten transmittierten Strahlung bereitzustellen. Das Röntgenbild kann z.B. das Untersuchungsobjekt abbilden und zu nachfolgenden medizinischen diagnostischen Zwecken eingesetzt werden. For example, the radiation may be soft X-radiation. The mammography device may further be configured to provide one or more x-ray images during a capture phase based on the detected transmitted radiation. The X-ray image may e.g. depict the examination subject and used for subsequent medical diagnostic purposes.
Die Krümmung kann bedeuten: keine ebene, planare Form des Detektors, d.h. ein endlicher Krümmungsradius. Der Krümmungsradius kann ortsabhängig sein, d.h. es können unterschiedliche Krümmungsradien vorliegen. The curvature may mean: no flat, planar shape of the detector, i. a finite radius of curvature. The radius of curvature may be location dependent, i. There may be different radii of curvature.
Zum Beispiel kann die Kompressionsvorrichtung als Kompressionsplatte ausgestaltet sein. Insbesondere kann es möglich sein, dass die Kompressionsvorrichtung in direktem Kontakt mit dem Untersuchungsobjekt gebracht wird, und derart eine Kompressionskraft auf das Untersuchungsobjekt ausüben kann. Zum Beispiel kann der Detektor eine der Kompressionsvorrichtung zugewendete Außenplatte aufweisen und es kann möglich sein, dass das Untersuchungsobjekt zwischen der Kompressionsvorrichtung und der Außenplatte des Detektors zur Bildgebung fixiert wird. Fixieren des Untersuchungsobjekts kann bedeuten: Immobilisieren des Untersuchungsobjekts während zumindest einer Zeitspanne, die in etwa einer Integrationszeit des Detektors zum Erstellen des Röntgenbilds entspricht oder der Aufnahmephase entspricht, wobei das Immobilisieren auf einer Längenskala stattfindet, die in der Größenordnung oder kleiner eines Bildpunktes des Röntgenbilds liegt. Residuelle, geringfügige Bewegungen des Untersuchungsobjekts während dem Erstellen des Röntgenbilds können derart keinen oder nur einen geringen Einfluss auf das Röntgenbild aufweisen; insbesondere kann es möglich sein, Bewegungsartefakte in dem Röntgenbild durch das Fixieren des Untersuchungsobjekts überwiegend zu unterdrücken. For example, the compression device may be configured as a compression plate. In particular, it may be possible for the compression device to be brought into direct contact with the examination subject, and thus to exert a compressive force on the examination subject. For example, the detector may include an outer plate facing the compression device and it may be possible for the examination object to be fixed between the compression device and the outer plate of the imaging detector. Fixing the examination object may mean: immobilizing the examination subject for at least a period corresponding to approximately an integration time of the detector for creating the X-ray image or the acquisition phase, the immobilization taking place on a length scale which is on the order of or smaller than a pixel of the X-ray image , Residual, slight movements of the examination object during the creation of the X-ray image can thus have no or only a slight influence on the X-ray image; In particular, it may be possible to predominantly suppress movement artifacts in the X-ray image by fixing the examination subject.
Zum Beispiel kann das Untersuchungsobjekt eine weibliche Brust sein. Es wäre möglich, dass die Krümmung des Detektors auf eine typische bzw. zu erwartende Anatomie des Untersuchungsobjekts angepasst ist. Z.B. kann die Krümmung des Detektors im Wesentlichen entsprechend zu einer Krümmung der weiblichen Brust ausgestaltet sein. For example, the examination subject may be a female breast. It would be possible for the curvature of the detector to be matched to a typical or expected anatomy of the examination subject. For example, For example, the curvature of the detector may be substantially similar to a curvature of the female breast.
Derart kann es möglich sein, einen vergleichsweise hohen Grad an Fixierung des Untersuchungsobjekts zu erreichen, bei gleichzeitiger Begrenzung der dazu notwendigen Kompressionskraft. Derart kann also der Effekt einer Unterdrückung von Bewegungsartefakten in dem Röntgenbild erreicht werden, wobei gleichzeitig eine für einen Patienten unangenehme hohe Kompressionskraft vermieden werden kann. Der Komfort für den Patienten kann zunehmen. In this way it may be possible to achieve a comparatively high degree of fixation of the examination object while limiting the necessary compression force. Thus, the effect of suppressing motion artifacts in the X-ray image can be achieved, while at the same time avoiding a high compression force unpleasant for a patient. The comfort for the patient may increase.
Es wäre möglich, dass der Detektor eine Matrix von Detektorelementen zum Detektieren der Strahlung und eine Außenplatte umfasst. Die Außenplatte kann die äußere Oberfläche des Detektors ausbilden. Die Matrix von Detektorelementen und die Außenplatte können die Krümmung aufweisen. It would be possible for the detector to comprise a matrix of detector elements for detecting the radiation and an outer plate. The outer plate may form the outer surface of the detector. The matrix of detector elements and the outer plate may have the curvature.
Es wäre möglich, dass der Röntgendetektor bzw. die Detektorelemente als ein organischer Röntgenkonverter oder eine organische Photodiode ausgebildet sind. Es wären auch andere Materialien wie Indium-Gallium-Zink-Oxid (IGZO), die auf gekrümmte und / oder flexible Substrate wie z.B. Glas oder Plastik aufgebracht und / oder gedruckt werden können, möglich. Solche Techniken sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt, z.B. aus
Die Außenplatte kann z.B. eingerichtet sein, um in direktem Kontakt mit dem Untersuchungsobjekt zu stehen. In anderen Worten können also die Außenplatte des Detektors und die Kompressionsvorrichtung das Untersuchungsobjekt von gegenüberliegenden Seiten – z.B. in Bezug auf einen Strahlengang der Strahlung – ergreifen und zwischen ihnen fixieren. The outer panel may e.g. be set up to be in direct contact with the examination object. In other words, therefore, the outer plate of the detector and the compression device can detect the examination object from opposite sides - e.g. with respect to a ray path of radiation - grab and fix between them.
Mittels der oben genannten Techniken kann es also möglich sein, dass sowohl die Außenplatte des Detektors, als auch die Matrix von Detektorelementen die Krümmung aufweisen. Neben dem oben stehend beschriebenen Effekt einer verringerten Kompressionskraft bei gleichbleibender Güte der Fixierung des Untersuchungsobjekts kann derart ein weiterer Effekt erzielt werden: So kann es z.B. möglich sein, dass die Krümmung der Matrix von Detektorelementen abgestimmt ist auf den Strahlengang der Strahlung und derart das detektierte Röntgenbild eine verbesserte Bildqualität aufweisen kann. Insbesondere kann es im Allgemeinen möglich sein, dass ein Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen verschieden ist von einem Krümmungsradius der Krümmung der Außenplatte, d.h. unterschiedliche Werte und / oder ein unterschiedliches Vorzeichen aufweist. Dann kann es insbesondere möglich sein, dass der Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen bezüglich verbesserter Eigenschaften der Bildgebung angepasst ist, wohingegen der Krümmungsradius der Krümmung der Außenplatte bezüglich einer verbesserten Fixierung des Untersuchungsobjekts angepasst sein kann. By means of the above-mentioned techniques, it may thus be possible for both the outer plate of the detector and the matrix of detector elements to have the curvature. In addition to the above-described effect of a reduced compression force with the same quality of fixation of the examination object, such a further effect can be achieved in this way. be possible that the curvature of the matrix of detector elements is tuned to the beam path of the radiation and thus the detected X-ray image may have improved image quality. In particular, it may generally be possible for a radius of curvature of the curvature of the array of detector elements to be different than a radius of curvature of the curvature of the outer plate, i. has different values and / or a different sign. Then, in particular, it may be possible that the radius of curvature of the curvature of the array of detector elements is adjusted with respect to improved imaging properties, whereas the radius of curvature of the curvature of the outer plate may be adapted with respect to an improved fixation of the examination subject.
Es wäre aber auch möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen im Wesentlichen gleich einem Krümmungsradius der Krümmung der Außenplatte ist. Im Wesentlichen gleich kann hier z.B. eine Abweichung von weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 10 %, besonders vorzugsweise weniger als 3 % relativ zueinander bezeichnen. Dies kann z.B. eine besonders einfache Herstellung und / oder eine besonders gut an das Untersuchungsobjekt angepasste Form bedingen. Insbesondere wäre es z.B. in einem solchen Fall möglich, dass die Außenplatte des Detektors einen Teil eines Gehäuses des Detektors ausbildet, wobei das Gehäuse die Matrix von Detektorelementen aufnimmt bzw. umgibt. Das Gehäuse kann z.B. die Matrix von Detektorelemente gegenüber äußere Einflüsse schützen, wie Staub, Wasser, etc. In einem solchen Fall kann es z.B. möglich sein, den Detektor einstückig auszubilden, sodass eine besonders einfache Wartung und/oder eine hohe Robustheit des Mammografiegeräts erreicht werden kann. However, it is also possible that the radius of curvature of the curvature of the array of detector elements is substantially equal to a radius of curvature of the curvature of the outer plate. Substantially the same may be used here, e.g. a deviation of less than 20%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 3% relative to each other. This can e.g. a particularly simple production and / or a particularly well adapted to the examination object shape. In particular, it would be e.g. in such a case, it is possible for the outer plate of the detector to form part of a housing of the detector, the housing accommodating the matrix of detector elements. The housing may e.g. protect the array of detector elements from external influences, such as dust, water, etc. In such a case, e.g. be possible to form the detector in one piece, so that a particularly simple maintenance and / or high robustness of the mammography device can be achieved.
Es wäre auch möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen größer als ein Krümmungsradius der Krümmung der Außenplatte des Detektors ist. Dies kann in anderen Worten bedeuten, dass die Krümmung der Matrix von Detektorelementen weniger stark von der ebenen planaren Form abweicht, als die Krümmung der Außenplatte des Detektors. It would also be possible for the radius of curvature of the curvature of the array of detector elements to be greater than a radius of curvature of the detector Curvature of the outer plate of the detector is. In other words, this may mean that the curvature of the array of detector elements deviates less from the planar planar shape than the curvature of the outer plate of the detector.
Zum Beispiel kann eine Quelle der Strahlung um einen Rotationspunkt rotierbar sein. Z.B. kann also der Röntgenemitter zusammen mit einem Fokuspunkt der Strahlung um den Rotationspunkt rotierbar sein. Derart kann das Mammografiegerät z.B. zur Tomosynthese eingesetzt werden, indem mehrere Röntgenbilder während eines Tomosynthese-Scans unter verschiedenen Posen in Bezug auf das Untersuchungsobjekt aufgenommen werden und, basierend auf den Röntgenbildern, eine dreidimensionale Ansicht des Untersuchungsobjekts erzeugt wird. For example, a source of radiation may be rotatable about a point of rotation. For example, Thus, the X-ray emitter can be rotatable together with a focal point of the radiation about the point of rotation. Thus, the mammography machine can be used e.g. be used for tomosynthesis by multiple X-ray images are taken during a tomosynthesis scan under different poses with respect to the examination subject and, based on the X-ray images, a three-dimensional view of the examination subject is generated.
Zusätzlich kann auch die Matrix von Detektorelementen zum Detektieren der transmittierten Strahlung um einen Rotationspunkt rotierbar sein, z.B. um denselben Rotationspunkt um den auch die Quelle der Strahlung rotierbar ist, oder um einen weiteren Rotationspunkt. Der Rotationspunkt und der weitere Rotationspunkt können also koinzident sein oder nahe beieinander liegen, z.B. in Bezug auf eine charakteristische Längenskala wie den Fokus-Detektorabstand mit einer Abweichung von weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 10 %, besonders vorzugsweise weniger als 3 %.Es kann eine bauliche Trennung der Außenplatte des Detektors von der Matrix der Detektorelementen dergestalt vorliegen, dass die Matrix von Detektorelementen in Bezug auf das durch die Außenplatte fixierte Untersuchungsobjekt beweglich ist, z.B. insbesondere um den Rotationspunkt rotierbar ist. Der Rotationspunkt kann dabei mit einer Quelle der Strahlung korrelieren. Solche Techniken sind grundsätzlich aus der Offenlegungsschrift
Zum Beispiel kann der Rotationspunkt und / oder der Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen abgestimmt sein auf eine Quelle der Strahlung und / oder das Untersuchungsobjekt. Es wäre z.B. möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen so ausgestaltet ist, dass er eine Rotationstrajektorie der Rotation beschreibt bzw. entlang dieser verläuft. In anderen Worten kann also der Krümmungsradius der Matrix von Detektorelementen definiert sein durch den Rotationspunkt der Rotation. Es wäre aber alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass der Krümmungsradius der Matrix von Detektorelementen definiert ist durch einen Abstand zwischen einem Fokuspunkt der Strahlung und der Matrix von Detektorelementen. For example, the point of rotation and / or the radius of curvature of the curvature of the array of detector elements may be tuned to a source of radiation and / or the object under examination. It would be e.g. it is possible for the radius of curvature of the curvature of the matrix of detector elements to be designed such that it describes or runs along a rotation trajectory of the rotation. In other words, therefore, the radius of curvature of the matrix of detector elements can be defined by the rotation point of the rotation. However, it would alternatively or additionally also be possible for the radius of curvature of the matrix of detector elements to be defined by a distance between a focal point of the radiation and the matrix of detector elements.
Es wäre z.B. möglich, dass der Detektor während des Tomosynthese-Scans auf einer Rotationstrajektorie nachgeführt wird, die im Wesentlichen den gleichen Krümmungsradius wie die Krümmung der Matrix von Detektorelementen hat und / oder mit dieser koinzident ist. Der Detektor könnte auch auf einer Rotationstrajektorie nachgeführt werden, die mit einer Rotationstrajektorie des Fokuspunkts korreliert. Alternativ oder zusätzlich kann es möglich sein, dass der Detektor während des Tomosynthese-Scans auf eine Quelle der Strahlung auszurichten. It would be e.g. it is possible for the detector to be tracked during the tomosynthesis scan on a rotation trajectory having substantially the same radius of curvature as the curvature of the matrix of detector elements and / or coincident with it. The detector could also be tracked on a rotation trajectory that correlates with a rotation trajectory of the focal point. Alternatively or additionally, it may be possible for the detector to align with a source of radiation during the tomosynthesis scan.
Während des Tomosynthese-Scans kann es möglich sein, die Kompressionsvorrichtung und/oder die Außenplatte des Detektors ortsfest zu belassen. Derart kann durch den während des Tomosynthese-Scans sich mitdrehenden Detektor ein Bildfeld der Bildgebung vergrößert werden. Derart kann z.B. alternativ oder zusätzlich erreicht werden, dass Detektorelemente im Wesentlichen senkrecht zu dem Strahlengang der Strahlung orientiert sind, während gleichzeitig eine zuverlässige Fixierung des Untersuchungsobjekts während des Tomosynthesescans erreicht werden kann. During the tomosynthesis scan, it may be possible to keep the compression device and / or the outer panel of the detector stationary. In this way, an image field of the imaging can be increased by the detector rotating during the tomosynthesis scan. Thus, e.g. Alternatively or additionally be achieved that detector elements are oriented substantially perpendicular to the beam path of the radiation, while at the same time a reliable fixation of the examination object can be achieved during the Tomosynthesescans.
Zum Beispiel kann eine Quelle der detektierten Strahlung um den Rotationspunkt rotierbar sein. Es wäre möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen und ein Abstand zwischen der Quelle und der Matrix von Detektorelementen weniger als 20 % voneinander abweichen, vorzugsweise weniger als 10 %, besonders vorzugsweise weniger als 5 %. Es wäre also möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen und ein Abstand zwischen der Quelle und der Matrix von Detektorelementen im Wesentlich gleich oder gleich sind. For example, a source of the detected radiation may be rotatable about the point of rotation. It would be possible for the radius of curvature of the curvature of the array of detector elements and a distance between the source and the array of detector elements to be less than 20%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%. It would thus be possible for the radius of curvature of the curvature of the array of detector elements and a distance between the source and the matrix of detector elements to be substantially the same or the same.
Die Quelle und die Matrix von Detektorelementen können dann z.B. im Rahmen eines Tomosynthese-Scans korreliert miteinander bewegt werden. Derart kann es z.B. möglich sein, dass die Detektorelemente der Matrix von Detektorelementen – im Wesentlichen unabhängig von der Rotationsstellung – senkrecht zu einem Strahlengang der Strahlung orientiert sind. The source and matrix of detector elements may then be e.g. be correlated with each other as part of a tomosynthesis scan. Thus it can be e.g. be possible that the detector elements of the matrix of detector elements - are oriented perpendicular to a beam path of the radiation - substantially independent of the rotational position.
Vorzugsweise liegt der Rotationspunkt der Rotation der Matrix von Detektorelementen nahe oder im Untersuchungsobjekt, z.B. für ein Röntgenbild, das bei einer mittleren Projektion, d.h. symmetrischer, zentrierter Ausrichtung der Matrix von Detektorelementen in Bezug auf das Untersuchungsobjekt bzw. die Kompressionsvorrichtung, erhalten wird; dieses Röntgenbild kann einen Zentralstrahl der Strahlung umfassen. Z.B. kann der Rotationspunkt nahe einem geometrischen und / oder anatomischen Mittelpunkt des Untersuchungsobjekts liegen. Preferably, the point of rotation of the rotation of the array of detector elements is near or in the object under examination, e.g. for an X-ray image that is at a medium projection, i. symmetrical, centered alignment of the array of detector elements with respect to the examination object or the compression device is obtained; this X-ray image may comprise a central ray of the radiation. For example, For example, the point of rotation may be near a geometric and / or anatomical center of the examination subject.
In anderen Worten kann also der Krümmungsradius der Krümmung der Matrix von Detektorelementen an den Strahlengang der Strahlung angepasst sein, insbesondere unter Berücksichtigung des kegelförmigen Strahlengangs. Gleichzeitig können eine Rotationstrajektorie der Matrix von Detektorelementen und eine Rotationstrajektorie der Quelle der Strahlung aneinander angepasst sein. Derart können verbesserte Eigenschaften der erfassten Röntgenbilder im Rahmen eines Tomosynthese-Scans erreicht werden. In other words, therefore, the radius of curvature of the curvature of the matrix of detector elements can be adapted to the beam path of the radiation, in particular taking into account the conical beam path. At the same time, a rotation trajectory of the array of detector elements and a rotation trajectory of the source of the radiation may be matched to each other. In this way, improved characteristics of the acquired X-ray images can be achieved in the context of a tomosynthesis scan.
Zum Beispiel kann die Krümmung in Bezug auf die Quelle der detektierten Strahlung konkav sein. Es kann also möglich sein, dass sich der Detektor, also z.B. die Außenplatte und / oder die Matrix von Detektorelementen, nach innen und hin zu der Quelle der detektierten Strahlung wölben. Zum Beispiel kann die Quelle der detektierten Strahlung einen jeweiligen Fokuspunkt der Strahlung bezeichnen. Es wäre auch möglich, dass die Quelle der Strahlung einen Röntgenstrahlenemitter bzw. eine Anode des Röntgenstrahlenemitters bezeichnet. For example, the curvature may be concave with respect to the source of the detected radiation. It may therefore be possible for the detector, e.g. buckle the outer panel and / or matrix of detector elements inwardly and toward the source of detected radiation. For example, the source of the detected radiation may designate a respective focal point of the radiation. It would also be possible for the source of the radiation to designate an X-ray emitter or an anode of the X-ray emitter.
Im Allgemeinen ist es möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung des Detektors, d.h. der Matrix von Detektorelementen und/oder der Außenplatte, im Wesentlichen konstant ist, d.h. entlang der Detektorflächen nicht oder nicht signifikant variiert. Es kann also eine gleichmäßige Krümmung vorliegen. Ein solcher Detektor kann z.B. besonders einfach herzustellen sein. In general, it is possible that the radius of curvature of the curvature of the detector, i. the matrix of detector elements and / or the outer plate is substantially constant, i. varies not or not significantly along the detector surfaces. It can therefore be a uniform curvature. Such a detector may e.g. be particularly easy to manufacture.
Es wäre aber auch möglich, dass die Krümmung einen ortsabhängigen Krümmungsradius aufweist, d.h. dass die Matrix von Detektorelementen und/oder die Außenplatte an unterschiedlichen Raumpunkten einen unterschiedlichen Krümmungsradius aufweisen. Derart kann es z.B. möglich sein, die Krümmung besonders genau auf eine Anatomie des Untersuchungsobjekts und/oder den Strahlengang der Strahlung anzupassen und derart besonders verbesserte Eigenschaften des Mammografiegeräts zu erhalten. However, it is also possible that the curvature has a location-dependent radius of curvature, i. the matrix of detector elements and / or the outer plate have a different radius of curvature at different spatial points. Thus it can be e.g. be possible to adapt the curvature particularly accurate to an anatomy of the examination subject and / or the beam path of the radiation and to obtain such particularly improved properties of the mammography device.
Es wäre möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung des Detektors einstellbar ist. Vorzugsweise wäre es möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung des Detektors ortsabhängig einstellbar ist. Einstellbar kann z.B. bedeuten: unmittelbar vor einer Belichtung einstellbar, z.B. anhand der konkreten Anatomie des Untersuchungsobjekts. Zum Beispiel kann nämlich eine Trägerplatte und/oder die Außenplatte des Detektors ein flexibel einstellbares Material umfasst, sodass in Abhängigkeit eines bestimmten Parameters der Krümmungsradius veränderlich bzw. ortsveränderlich eingestellt werden kann. Derart kann z.B. eine situationsspezifische Anpassung auf Gegebenheiten der Anatomie des Untersuchungsobjekts erreicht werden, sodass eine besonders verbesserte Eigenschaft des Mammografiegeräts in Bezug auf die benötigte Kompressionskraft wie obenstehend erläutert erhalten werden kann. It is possible that the radius of curvature of the curvature of the detector is adjustable. Preferably, it would be possible for the radius of curvature of the curvature of the detector to be adjustable in a location-dependent manner. Adjustable can e.g. mean: adjustable immediately before exposure, e.g. based on the specific anatomy of the examination subject. For example, namely, a support plate and / or the outer plate of the detector comprises a flexibly adjustable material, so that depending on a certain parameter, the radius of curvature can be set variable or spatially variable. Thus, e.g. a situation-specific adaptation to conditions of the anatomy of the examination object can be achieved, so that a particularly improved property of the mammographic device with respect to the required compression force can be obtained as explained above.
Im Allgemeinen kann der Krümmungsradius der Krümmung des Detektors so ausgestaltet sein, dass im Wesentlichen alle Detektorelemente der Matrix von Detektorelementen des Detektors senkrecht zu einem Strahlengang der Strahlung orientiert sind. Dies kann z.B. bedeuten, dass die Strahlung lokal im Wesentlichen senkrecht auf jedes Detektorelement trifft. Der Strahlengang der Röntgenstrahlen kann eine globale kegelförmige Ausgestaltung aufweisen. Dies kann bedeuten, dass unterschiedliche Strahlen des Strahlengangs der Strahlung für zunehmende Abstände zu einer Quelle der Röntgenstrahlen auseinanderlaufen bzw. divergieren. Dann kann es möglich sein, die verschiedenen Detektorelemente so anzuordnen, dass jeder Strahl des Strahlengangs der Strahlung senkrecht auftrifft. Z.B. können die verschiedenen Detektorelemente der Quelle der Strahlung zugewendet sein. Wie obenstehend bereits erläutert, kann derart eine besonders hohe Sensitivität des Detektors bei der Bildgebung erhalten werden. Außerdem können Verzerrungen oder andere Bildartefakte reduziert werden. In general, the radius of curvature of the detector's curvature may be such that substantially all detector elements of the array of detector elements of the detector are oriented perpendicular to a beam path of the radiation. This can e.g. mean that the radiation hits locally substantially perpendicular to each detector element. The beam path of the X-rays may have a global conical configuration. This may mean that different rays of the beam path of the radiation diverge for increasing distances to a source of X-rays. Then it may be possible to arrange the various detector elements so that each beam of the beam path of the radiation impinges vertically. For example, For example, the various detector elements may be facing the source of the radiation. As already explained above, such a particularly high sensitivity of the detector can be obtained in the imaging. In addition, distortions or other image artifacts can be reduced.
Die Kompressionsvorrichtung und der Detektor können eingerichtet sein, um derart zusammenzuwirken, dass eine weibliche Brust zwischen ihnen fixiert wird. Die Krümmung kann entlang einer Richtung zwischen Thoraxwand und Brustwarze der Brust verlaufen, wobei die Krümmung einen Krümmungsradius aufweisen kann, der für proximal gelegene Positionen der Brust kleiner ist als für distal gelegene Positionen der Brust. The compression device and the detector may be configured to cooperate such that a female breast is fixed between them. The curve may extend along a direction between the thoracic wall and nipple of the breast, which curve may have a radius of curvature that is smaller for proximal positions of the breast than for distal positions of the breast.
In anderen Worten kann also die Krümmung hin zur Brustwarze der weiblichen Brust zunehmen. Dies kann z.B. in Bezug auf eine herkömmliche Anordnung der weiblichen Brust in Bezug auf das Mammografiegerät definiert sein. Derart kann es z.B. möglich sein, eine besonders gute Fixierung bei gleichzeitig limitierter Kompressionskraft zu erreichen, während weiterhin eine gute Anpassung an die anatomischen Bedingungen der weiblichen Brust gewährleistet werden kann. So kann ein Komfort während der Bildgebung für den Patienten verbessert werden. In other words, the curvature may increase towards the nipple of the female breast. This can e.g. be defined in relation to a conventional arrangement of the female breast with respect to the mammography device. Thus it can be e.g. be possible to achieve a particularly good fixation with limited compression force, while still a good adaptation to the anatomical conditions of the female breast can be guaranteed. Thus, comfort during imaging for the patient can be improved.
Es wäre alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass die Kompressionsvorrichtung und der Detektor eingerichtet sind, um derart zusammenzuwirken, dass eine weibliche Brust zwischen ihnen fixiert wird, wobei die Krümmung in medial-lateraler Richtung der Brust verläuft. It would alternatively or additionally also be possible for the compression device and the detector to be arranged to cooperate such that a female breast is fixed between them, the curvature extending in the medial-lateral direction of the breast.
Die medial-laterale Richtung kann auch als links-rechts Richtung bezeichnet werden und kann z.B. im Wesentlichen senkrecht auf der Richtung zwischen Thoraxwand und Brustwarze stehen. The medial-lateral direction may also be referred to as a left-to-right direction and may be e.g. essentially perpendicular to the direction between the thoracic wall and the nipple.
Der Detektor kann weiterhin ein Streustrahlraster umfassen, welches eine Krümmung aufweist. Ein Krümmungsradius der Krümmung des Streustrahlrasters kann mit einem Abstand zwischen einer Quelle der Strahlung, also z.B. einem Fokuspunkt der Strahlung, und dem Detektor korrelieren. The detector may further comprise a scattered grid having a curvature. A radius of curvature of the curvature of the scattergram can correlate with a distance between a source of the radiation, eg a focal point of the radiation, and the detector.
Zum Beispiel kann das Streustrahlraster zwischen der Außenplatte des Detektors und der Matrix von Detektorelementen angeordnet sein. Das Streustrahlraster kann z.B. ein periodisches Gitter bezeichnen, dessen Periodizität in der Größenordnung von 30 Lamellen pro cm der Strahlung liegt. Die Verwendung eines Streustrahlrasters kann insbesondere eine Bildqualität der erfassten Röntgenbilder verbessern. Im Feld der Mammografie kann es möglich sein, das Streustrahlraster zusammen mit der Matrix von Detektorelementen zu bewegen bzw. zu rotieren, während die Außenplatte des Detektors – wie obenstehend beschrieben – ortsfest verbleiben kann. Grundsätzlich sind Techniken zum Einsatz eines Streustrahlrasters dem Fachmann bekannt, sodass hier keine weiteren Details erläutert werden müssen. For example, the scattered grid may be disposed between the outer panel of the detector and the matrix of detector elements. The scattered grid may e.g. denote a periodic grating whose periodicity is on the order of 30 fins per cm of radiation. In particular, the use of a scattered grid can improve an image quality of the acquired X-ray images. In the field of mammography, it may be possible to move or rotate the scattered grid together with the matrix of detector elements, while the outer plate of the detector - as described above - can remain stationary. In principle, techniques for the use of a scattered grid are known to the person skilled in the art, so that no further details need to be explained here.
Es wäre auch möglich, dass eine äußere Oberfläche der Kompressionsvorrichtung, die dem Detektor zugewendet ist, eine weitere Krümmung aufweist. Die weitere Krümmung kann in Bezug auf einen Ursprung der detektierten Strahlung konvex sein. It would also be possible for an outer surface of the compression device facing the detector to have a further curvature. The further curvature may be convex with respect to an origin of the detected radiation.
In anderen Worten kann es also möglich sein, dass die Krümmungen der Kompressionsvorrichtung und des Detektors entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen bzw. komplementär zueinander ausgestaltet sind. Derart kann es möglich sein, das Untersuchungsobjekt effektiv zu ergreifen und eine verbesserte Fixierung bei gleichzeitig limitierter Kompressionskraft sicherzustellen. Im Allgemeinen sind dem Fachmann Techniken zum Bereitstellen einer Kompressionsvorrichtung mit einer Krümmung bekannt, z.B. aus der Offenlegungsschrift
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Detektor für ein Mammografiegerät zum Detektieren von Röntgenstrahlung. Eine äußere Oberfläche des Detektors weist eine Krümmung auf. Die äußere Oberfläche des Detektors ist eingerichtet, um in Kontakt mit einem Untersuchungsobjekt zu stehen. According to a further aspect, the present invention relates to a detector for a mammography device for detecting X-ray radiation. An outer surface of the detector has a curvature. The outer surface of the detector is arranged to be in contact with an examination subject.
Es ist möglich, dass der Detektor gemäß dem gegenwärtig diskutierten Aspekt eingerichtet ist und/oder Merkmale aufweist, wie voranstehend in Bezug auf das Mammografiegerät gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert. Deshalb können für den Detektor gemäß dem gegenwärtig diskutierten Aspekt Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den Effekten, die für das Mammografiegerät gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielt werden können. It is possible that the detector according to the presently discussed aspect is arranged and / or has features as explained above in relation to the mammography device according to a further aspect of the present invention. Therefore, for the detector according to the currently discussed aspect, effects comparable to those achievable for the mammography apparatus according to another aspect of the present invention can be achieved.
Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. The features and features set out above, which are described below, can be used not only in the corresponding combinations explicitly set out, but also in other combinations or isolated, without departing from the scope of the present invention.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden. Hereinafter, the present invention will be described with reference to preferred embodiments with reference to the drawings. In the figures, like reference numerals designate same or similar elements. The figures are schematic representations of various embodiments of the invention. Elements shown in the figures are not necessarily drawn to scale. Rather, the various elements shown in the figures are reproduced in such a way that their function and general purpose will be understood by those skilled in the art. Connections and couplings between functional units and elements illustrated in the figures may also be implemented as an indirect connection or coupling. A connection or coupling may be implemented by wire or wireless. Functional units can be implemented as hardware, software or a combination of hardware and software.
Nachfolgend werden Techniken erläutert, bei denen ein Detektor und optional eine Kompressionsvorrichtung eines Mammografiegeräts eine Krümmung aufweisen. Hierbei weisen sowohl eine Außenfläche des Detektors, die während der Bildgebung in Kontakt mit einem Untersuchungsobjekt steht, als auch eine Matrix von Detektorelementen des Detektors, die während der Bildgebung Strahlung detektieren, die Krümmung auf. Es ist möglich, dass die Außenfläche und die Matrix von Detektorelementen des Detektors gleiche oder unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen. Vorzugsweise ist der Detektor konkav in Bezug auf eine Quelle der Strahlung gekrümmt, also zu dieser hin. Falls die Kompressionsvorrichtung auch eine Krümmung aufweist, ist der entsprechende Krümmungsradius vorzugsweise komplementär zum Krümmungsradius des Detektors ausgestaltet, also z.B. konvex in Bezug auf die Quelle. In the following, techniques are explained in which a detector and optionally a compression device of a mammography device have a curvature. In this case, both an outer surface of the detector, which is in contact with an examination subject during imaging, and a matrix of detector elements of the detector, which detect radiation during imaging, exhibit the curvature. It is possible that the outer surface and the matrix of detector elements of the detector have the same or different radii of curvature. Preferably, the detector is concavely curved with respect to a source of radiation, that is, toward it. If the compression device also has a curvature, the corresponding radius of curvature is preferably designed to be complementary to the radius of curvature of the detector, e.g. convex in relation to the source.
Durch solche Techniken können verschiedene Effekte erreicht werden. Erstens kann eine Kompressionskraft, die auf das Untersuchungsobjekt zur Fixierung desselben angewendet wird, verringert werden. Zweitens kann es möglich sein, die Qualität von Röntgenbildern, die mit dem Mammografiegerät erhalten werden, zu verbessern, da die Matrix von Detektorelementen besser an den Strahlengang der Strahlung angepasst werden kann. Through such techniques, various effects can be achieved. First, a compression force applied to the examination subject for fixation thereof can be reduced. Second, it may be possible to improve the quality of X-ray images obtained with the mammography device, since the matrix of detector elements can be better adapted to the beam path of the radiation.
Solche Techniken können sowohl in der konventionellen Mammografie, d.h. zweidimensionaler Bildgebung, angewendet werden – als auch in der Tomosynthese. In der Tomosynthese können der Fokuspunkt der Strahlung und / oder der Detektor bewegt werden, um Röntgenbilder des Untersuchungsobjekts aus verschiedenen Perspektiven zu erfassen. Im Allgemeinen ist das Untersuchungsobjekt eine weibliche Brust. Such techniques can be used in both conventional mammography, i. two-dimensional imaging, as well as in tomosynthesis. In tomosynthesis, the focal point of the radiation and / or the detector can be moved in order to capture X-ray images of the examination object from different perspectives. In general, the examination subject is a female breast.
In
Ferner ist in
Während
In
Es ist also im Allgemeinen möglich, die Krümmung auf verschiedenste Arten und Weisen zu konfigurieren: hinsichtlich der die Krümmung aufweisenden Bauteile, wie Kompressionsvorrichtung
Aus einem Vergleich der
Im Allgemeinen ist es z.B. möglich, dass der Krümmungsradius der Krümmung der Kompressionsvorrichtung
Es wäre auch möglich, dass der Detektor
In den
Im Allgemeinen ist es aber auch möglich, dass die Krümmung der Außenplatte
Wieder Bezug nehmend auf die
In
In
Für den Fall, dass der Krümmungsradius
In Bezug auf Techniken der Tomosynthese kann es möglich sein, den Detektor
Aus
In
Ferner ist aus
Anstatt auf Kreisbahnen können sich Fokus und Detektor auch auf anderen Bahnen bewegen, sowohl in Form, als auch Abmessungen. Instead of circular orbits, focus and detector can also move on other paths, both in shape and dimensions.
Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen. Of course, the features of the previously described embodiments and aspects of the invention may be combined. In particular, the features may be used not only in the described combinations but also in other combinations or per se, without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- Mammografiegerät mammography
- 105 105
- Röntgenstrahlenemitter X-ray emitter
- 110 110
- Detektor detector
- 111 111
- Außenplatte outer plate
- 112 112
- Matrix von Detektorelementen Matrix of detector elements
- 120 120
- Kompressionsvorrichtung compression device
- 150 150
- Strahlengang beam path
- 150a 150a
- Zentralstrahl central beam
- 160 160
- Fokuspunkt focus point
- 200 200
- Untersuchungsobjekt object of investigation
- 220 220
- Recheneinheit computer unit
- 221 221
- Bedieneinheit operating unit
- 310 310
- Detektorelemente detector elements
- 320 320
- Substrat substratum
- 400 400
- Krümmung curvature
- 405 405
- Krümmungsradius radius of curvature
- 410 410
- Mittelpunkt Focus
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10353611 A1 [0020] DE 10353611 A1 [0020]
- DE 102008055737 A1 [0040] DE 102008055737 A1 [0040]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- S. Tedde et al. „Active Pixel Concept Combined With Organic Photodiode for Imaging Devices“ in IEEE Electron Device Lett. 28 (2007) 893–895 [0014] S. Tedde et al. "Active Pixel Concept Combined With Organic Photodiode for Imaging Devices" in IEEE Electron Device Lett. 28 (2007) 893-895 [0014]
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