DE102022103692A1

DE102022103692A1 - Systeme und verfahren zur identifizierung von biopsiespositionskoordinaten

Info

Publication number: DE102022103692A1
Application number: DE102022103692.8A
Authority: DE
Inventors: Laurence Vancamberg; Clément JAILIN; Serge Muller
Original assignee: GE Precision Healthcare LLC
Current assignee: GE Precision Healthcare LLC
Priority date: 2021-03-01
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2022-09-01
Also published as: CN114983488A; FR3120185A1; US20220273273A1; US11963670B2

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Läsionposition in einem Patienten zur Biopsie entlang der X-, Y- und Z-Achse. Das Verfahren schließt das Positionieren des Patienten in einer Untersuchungsvorrichtung zum Sammeln von Untersuchungsbildern ein, welche die Läsion zeigen. Das Verfahren schließt das Positionieren des Patienten in einer Biopsievorrichtung ein, die zum Halten des Patienten während der Biopsie konfiguriert ist, und das Sammeln eines Biopsiebildes des Patienten unter Verwendung der Biopsievorrichtung. Das Verfahren schließt das Analysieren des Biopsiebildes, um eine gemessene x-Koordinate und eine gemessene y-Koordinate der Läsion entlang der X-bzw. Y-Achse zu bestimmen, das Analysieren der Biopsiebilder, um eine gemessene z-Koordinate entlang der Z-Achse der Läsion zu bestimmen, und das Bestimmen der Position der Läsion basierend auf der gemessenen x-Koordinate und der gemessenen y-Koordinate aus dem Biopsiebild und der berechneten z-Koordinate, die aus dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern bestimmt wird, ein.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Systeme und Verfahren zum Identifizieren von Positionskoordinaten zum Durchführen einer Biopsie und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Bereitstellen von 3D-Koordinaten einer Läsion unter Verwendung von nicht-angulierten Röntgenmammografie-Vorrichtungen.
HINTERGRUND
Die Abtast-Röntgenmammografie ist als anfänglicher Schritt gängige Praxis geworden, um Brustkrebs zu detektieren. Wenn verdächtiges Gewebe in diesen Abtastbildern detektiert wird, ist eine nachfolgende Biopsie manchmal erforderlich, um dieses verdächtige Gewebe zu untersuchen. Die anfänglichen Abtastbilder werden unter Verwendung einer Untersuchungsvorrichtung, wie GE Healthcare® Senographe Crystal oder Senographe Pristina, gesammelt. Die Untersuchungsvorrichtung emittiert Energie oder Strahlung (Röntgenstrahlen) aus einer Röntgenröhre in Richtung der Anatomie des Patienten, die dann von einem Röntgendetektor detektiert wird, der auf der gegenüberliegenden Seite der Anatomie positioniert ist. Die Untersuchungsvorrichtung misst dann die Röntgenabsorption der Gewebe unter Verwendung des Röntgendetektors und erzeugt ein Bild der Anatomie des Patienten (in diesem Beispiel der Brust). Bilder werden in der Regel entlang mehrerer Ansichten nach den im Stand der Technik bekannten Verfahren gesammelt, beispielsweise der kraniokaudalen Ansicht, einer mediolateralen Schrägansicht und einer mediolateralen Ansicht. In diesen Abläufen drehen sich die Röhre und der Detektor gemeinsam und bilden die Brust in verschiedenen komprimierten Konfigurationen ab. Ein Kliniker analysiert anschließend die von der Untersuchungsvorrichtung bei jeder Ansicht erzeugten Bilder, um jegliche Läsionen oder Gewebebereiche zu detektieren, bei denen eine Anomalie vermutet wird.
Wenn der Kliniker eine solche mögliche Anomalie detektiert, kann eine Biopsie angeordnet werden, um Proben der verdächtigen Anatomie weiter zu untersuchen. Die Biopsie kann durchgeführt werden, wobei die Anatomie auf ähnliche Weise wie bei dem Sammeln der Abtastbilder mit der Untersuchungsvorrichtung positioniert ist, aber nun unter Verwendung einer Biopsievorrichtung, die konfiguriert ist, um die Biopsie auf demselben oder einem anderen Mammografiesystem durchzuführen (nachstehend in der gesamten vorliegenden Offenbarung zur Klarheit als Biopsiesystem bezeichnet). Eine beispielhafte Biopsievorrichtung ist das GE Healthcare ® Senographe Pristina Serena-BiopsieSystem.
Zum Zweck der Klarheit werden die folgenden Kennzeichnungen verwendet, sofern nicht anders angegeben oder impliziert:

• X, Y, Z: Achse des Detektors
• x_b-3D, y_b-_3D, z_b-3D: 3D-Position der Läsion in Biopsiekonfiguration
• x_b-2D, y_b-2D: 2D- Pixelposition der Läsion in Biopsiekonfiguration
• ,b' bezieht sich auf Biopsie
• x_i-2D, y_i-2D: 2D- Pixelposition der Läsion in Ansicht i
• x_i-3D, y_{i-3D Zi-3D}: 3D-Voxelposition der Läsion in Ansicht i
• „i-Index‟ = Nummer der Ansicht: 0-1-2-3
• „Gemessen“ bezieht sich im Allgemeinen auf das Detektiertwerden in einem Bild oder Volumen, im Gegensatz zu „berechnet“ werden.

Um die Biopsie durchzuführen, müssen die in einem an der Detektorebene angebrachten Koordinatensystem (X, Y, Z), Detektor-Bezugssystem genannt, definierten 3D-Koordinaten (x_b-3D, y_b-_3D, _Zb-3D) der Läsion (in der Biopsiekonfiguration mit dem Index „b“ gekennzeichnet), wenn der Patient aktuell positioniert ist, zuerst so bestimmt werden, dass der Kliniker die richtige Positionierung für die Biopsienadel kennt. Die X- und Y-Achse befinden sich in der Ebene des Detektors, während die Z-Achse normal zu dieser Ebene ist. Um diese 3D-Koordinaten zu bestimmen und auf die Läsion zu zielen, werden zusätzliche Bilder von der Biopsievorrichtung gesammelt, wobei mindestens zwei Ansichten der Anatomie bei unterschiedlichen Winkeln einer Röntgenröhre in Bezug zur Anatomie verwendet werden. In bestimmten Vorrichtungen, bekannt als „angulierte Vorrichtungen“, ist die Röntgenröhre in Bezug auf den Röntgendetektor drehbar, mit anderen Worten, weist einen zusätzlichen Freiheitsgrad (DOF) gegenüber Röntgenröhren, die in Bezug auf den Detektor fixiert sind, auf. Eine beispielhafte angulierte Vorrichtung ist die GE Healthcare ® Senographe Pristina- Mammografie-Vorrichtung. Diese ermöglicht, dass zwei Ansichten der Anatomie gesammelt werden, ohne den Röntgendetektor zu bewegen (und somit ohne den Patienten zu bewegen), indem nur die Röntgenröhre bewegt wird (siehe 1). Für nicht angulierte Biopsievorrichtungen werden die zwei Ansichten gesammelt, indem sowohl die Röntgenröhre als auch der Röntgendetektor in Bezug auf die Anatomie, zum Beispiel Drehen um 90° oder einen anderen Winkel auf einer Gantry, gedreht werden (siehe 2A-2B).
Wenn die Läsion unter Verwendung der Projektionsbilder lokalisiert ist, werden die 2D-Pixel-Koordinaten, wo sich die Läsion in den i-ten Röntgenbildern befindet, dann mit dem Wissen der Biopsievorrichtungsgeometrie kombiniert, um auf die 3D-Koordinaten der Läsion (X_b-3D, y_b-_3D, Z_b-3D) in der Biopsiekomprimierungskonfiguration im Detektor-Bezugssystem (X, Y, Z) zu schließen. Wenn die Läsion unter Verwendung eines rekonstruierten 3D-Volumens lokalisiert ist, werden die Schicht, welche die Läsion enthält, und das Pixel dieser Schicht, wo sich die Läsion befindet, verwendet, um auf die 3D-Koordinaten der Läsion im Detektor-Bezugssystem zu schließen.
Sobald die (x_b-3D, y_b-_3D, z_b-3D)-Koordinaten der Läsion in dem Detektor-Bezugssystem erhalten werden, können sie in ein anderes Bezugssystem umgewandelt werden, um mit der Biopsie fortzufahren, zum Beispiel können sie in ein Biopsieroboter-Bezugssystem oder ein Untersuchungsraum-Bezugssystem umgewandelt werden. Sobald die 3D-Koordinaten der Läsion unter Verwendung von derzeit im Stand der Technik bekannten Techniken berechnet sind, kann die Biopsie, erneut unter Verwendung von derzeit im Stand der Technik bekannten Verfahren, durchgeführt werden.
KURZDARSTELLUNG
Diese Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl an Konzepten einzuführen, die weiter unten in der detaillierten Beschreibung beschrieben sind. Diese Kurzdarstellung soll weder Schlüssel- noch wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, noch soll sie als Hilfe bei der Beschränkung des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Position einer Läsion zur Biopsie in einem Patienten entlang der X-, Y- und Z-Achse eines an den Detektor angebrachten Bezugssystems. Das Verfahren schließt das Positionieren des Patienten in einer Untersuchungsvorrichtung und das Sammeln eines oder mehrerer Untersuchungsbilder des Patienten unter Verwendung der Untersuchungsvorrichtung ein, wobei das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder die Läsion zeigen. Das Verfahren schließt das Positionieren des Patienten in einer Biopsievorrichtung ein, die zum Halten des Patienten während der Biopsie konfiguriert ist, und das Sammeln eines Biopsiebildes des Patienten unter Verwendung der Biopsievorrichtung, wobei das Biospsiebild die Läsion zeigt. Das Verfahren schließt das Analysieren des Biopsiebildes, um eine gemessene x-Koordinate und eine gemessene y-Koordinate der Läsion entlang der X- bzw. Y-Achse zu bestimmen, und das Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder, um eine berechnete z-Koordinate der Läsion entlang der Z-Achse zu bestimmen, ein. Das Verfahren schließt das Bestimmen der Position der Läsion entlang der X-, Y- und Z-Achse basierend auf der gemessenen x-Koordinate und der gemessenen y-Koordinate aus dem Biopsiebild und der aus dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern bestimmten berechneten z-Koordinate ein.
In gewissen Ausführungsformen wird die berechnete z-Koordinate aus der Analyse des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder bestimmt.
In gewissen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Erfassen zusätzlicher Parameter außer dem Biopsiebild und dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern und umfasst ferner das Einschließen der zusätzlichen Parameter in die Analyse des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder, um die berechnete z-Koordinate der Läsion zu bestimmen.
In gewissen Ausführungsformen schließen das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder ein erstes Untersuchungsbild, das in einer kraniokaudalen Ansicht aufgenommen ist, und ein zweites Untersuchungsbild, das in einer von einer mediolateralen Schrägansicht und einer mediolateralen Ansicht aufgenommen ist, ein.
In gewissen Ausführungsformen wird die Biopsie der Läsion an der Position durchgeführt, die durch Einführen, nicht parallel zu der Z-Achse, einer Nadel in den Patienten bestimmt wird.
In gewissen Ausführungsformen ist das analysierte Biopsiebild genau ein Biopsiebild, und das genau eine Biopsiebild ist das einzige von dem Patienten gesammelte Bild, während der Patient in der Biopsievorrichtung positioniert ist, das beim Bestimmen der Position der Läsion analysiert wird.
In gewissen Ausführungsformen schließt die Biopsievorrichtung eine Röntgenröhre und einen Röntgendetektor gegenüber der Röntgenröhre ein, wobei das Biopsiebild nur gesammelt wird, wenn der Röntgendetektor unterhalb der Läsion positioniert ist.
In gewissen Ausführungsformen ist die Röntgenröhre der Biopsievorrichtung nicht anguliert.
In gewissen Ausführungsformen schließt das Verfahren das Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder zum Bestimmen der berechneten z-Koordinate der Läsion ein, schließt das Identifizieren eines oder mehrerer Orientierungspunkte in mindestens einem des Biopsiebildes und in dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern ein.
In gewissen Ausführungsformen wird die berechnete z_b-3D-Koordinate basierend auf Abständen zwischen dem Orientierungspunkt und der Läsion bestimmt.
In gewissen Ausführungsformen schließt das Verfahren das Teilen des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder in Segmente ein, wobei das Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder zum Bestimmen der berechneten z-Koordinate der Läsion das Identifizieren, in welchem der Segmente sich die Läsion befindet, einschließt.
In gewissen Ausführungsformen sind die Segmente als Schichten zwischen einer Oberseite und einer Unterseite des Patienten unterteilt, die entlang der Z-Achse gestapelt sind, und die berechnete z-Koordinate der Position der Läsion wird basierend auf dem einen der Segmente, das in dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern als die Läsion aufweisend identifiziert wurde, bestimmt.
In gewissen Ausführungsformen ist die Biopsie unter Verwendung einer Nadel durchführbar, die sich entlang einer Längsachse zwischen einer Spitze und einem Griff erstreckt, wobei die Nadel eine Kerbe darin definiert, wobei die Kerbe eine Kerbenhöhe parallel zur Längsachse aufweist und die Segmente Segmenthöhen entlang der Z-Achse aufweisen, und wobei die Kerbenhöhe höchstens gleich den Segmenthöhen ist.
In gewissen Ausführungsformen schließen die Segmente fünf Segmente gleicher Höhe entlang der Z-Achse ein.
In gewissen Ausführungsformen schließt das Verfahren das Bestimmen einer Morphologieänderung des Patienten ein, die durch den Patienten verursacht wird, der in der Untersuchungsvorrichtung positioniert ist, wobei das Bestimmen der berechneten z-Koordinate der Läsion das Analysieren von Auswirkungen der Morphologieänderung in dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern einschließt.
In gewissen Ausführungsformen weisen die Segmente Segmenthöhen entlang der Z-Achse auf, wobei die Segmenthöhen mindestens teilweise auf der Bestimmung der Morphologieänderung basieren.
In gewissen Ausführungsformen wird mindestens eines von Deep Learning und künstlicher Intelligenz für mindestens eines des Analysierens des Biopsiebildes, um die gemessene x-Koordinate und die gemessene y-Koordinate zu bestimmen, des Analysierens des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder, um die berechnete z-Koordinate zu bestimmen, und des Bestimmens der Position der Läsion basierend auf der gemessenen x-Koordinate, der gemessenen y-Koordinate und der berechneten z-Koordinate, verwendet.
In gewissen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen von Schulungsuntersuchungsbildern und bekannten z-Koordinaten von dementsprechenden Schulungsläsionen, um das mindestens eine von Deep Learning und künstlicher Intelligenz zu schulen.
In gewissen Ausführungsformen wendet mindestens eines von Deep Learning und künstlicher Intelligenz ein biomechanisches Modell an.
Eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein System zum Sammeln einer Biopsie einer Läsion innerhalb eines Patienten basierend auf einem oder mehreren Untersuchungsbildern, die zuvor von einer Untersuchungsvorrichtung gesammelt wurden, wobei die Läsion eine Position entlang der X-, Y- und Z-Achse aufweist. Das System schließt eine Röntgenröhre ein, die konfiguriert ist, um Energie in Richtung des Patienten zu emittieren und einen Röntgendetektor gegenüber der Röntgenröhre, wobei der Röntgendetektor konfiguriert ist, um die Energie zu detektieren, die nach Durchlaufen des Patienten in Richtung des Patienten emittiert wird. Eine Kompressionsplatte definiert ein Biopsiefenster darin und ist konfiguriert, um den Patienten zwischen der Kompressionsplatte und dem Röntgendetektor zu komprimieren, während die Energie aus der Röntgenröhre emittiert und von dem Röntgendetektor detektiert wird. Ein Verarbeitungssystem kommuniziert mit dem Speichersystem und dem Röntgendetektor, wobei das Verarbeitungssystem konfiguriert ist zum: Erzeugen eines Biopsiebildes des Patienten basierend auf der von dem Röntgendetektor detektierten Energie, wobei das Biopsiebild die Läsion einschließt; Zugreifen auf das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder des Patienten, die zuvor unter Verwendung der Untersuchungsvorrichtung gesammelt wurden, wobei das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder die Läsion einschließen; Analysieren, während der Patient zwischen der Kompressionsplatte und dem Röntgendetektor komprimiert bleibt, des Biopsiebildes, um eine gemessene x-Koordinate und eine gemessene y-Koordinate der Läsion entlang der X- bzw. Y-Achse zu bestimmen; Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder, um eine berechnete z-Koordinate der Läsion entlang der Z-Achse zu bestimmen; Bestimmen der Position der Läsion basierend auf der gemessenen x-Koordinate und der gemessenen y-Koordinate aus dem Biopsiebild und der aus dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern bestimmten berechneten z-Koordinate. Das System ist für die Biopsie der Läsion konfiguriert, während der Patient zwischen der Kompressionsplatte und dem Röntgendetektor komprimiert bleibt.
Verschiedene andere Merkmale, Objekte und Vorteile der Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben.

1 zeigt eine beispielhafte isometrische Ansicht einer Biopsievorrichtung, wie sie derzeit im Stand der Technik bekannt ist;
2A und 2B stellen eine Vorderansicht einer alternativen Biopsievorrichtung dar, die derzeit im Stand der Technik bekannt ist, wobei sich die Röntgenröhre und der Röntgendetektor gemeinsam drehen;
3 ist eine Vorderansicht einer Biopsievorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung, die eine Linie von Läsionsmöglichkeiten zeigt, wie sie von einem oder mehreren Bildern aus dem Röntgendetektor detektiert werden;
4A-4C stellen beispielhafte Bilder dar, die unter Verwendung einer Untersuchungsvorrichtung gesammelt und gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet werden, um die 3D-Position der Läsion entlang der in 3 gezeigten Linie von Läsionsmöglichkeiten zu identifizieren;
5A und 5B stellen beispielhafte Bilder dar, die aus einer Untersuchungsvorrichtung, ähnlich der in 4B gezeigten, gesammelt werden, die nun gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Identifizieren der 3D-Position der Läsion segmentiert werden;
6 stellt die Biopsievorrichtung von 3 dar, die nun die zusätzlichen Informationen aufnimmt, die aus den Bildern der 4A-4C und/oder der 5A und 5B gemäß der vorliegenden Offenbarung angesammelt werden, um die 3D-Position der Läsion entlang der Linie von Läsionsmöglichkeiten zur Biopsie zu identifizieren;
7 stellt ein alternatives Verfahren zum Identifizieren der 3D-Position der Läsion gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung eines Bildes ähnlich dem in 4C gezeigten dar;
8 stellt die Biopsievorrichtung von 3 dar, die nun die zusätzlichen Informationen aufnimmt, die aus den Bildern der 4A-4C und/oder 7 und/oder dem Biopsiesystem angesammelt werden, um die 3D-Position der Läsion entlang der Linie von Läsionsmöglichkeiten zur Biopsie zu identifizieren;
9 stellt ein beispielhaftes Steuersystem zum Betreiben des Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung dar; und
10 stellt ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen der Position einer Läsion zur Biopsie gemäß der vorliegenden Offenbarung dar.

AUSFÜHRLICHE OFFENBARUNG
Wie vorstehend in HINTERGRUND beschrieben, stellt 1 eine beispielhafte Biopsievorrichtung mit Angulierung, wie sie derzeit im Stand der Technik bekannt ist, dar. Wie gezeigt, ist die Biopsievorrichtung 30 zum Durchführen einer Biopsie an einem Patienten oder der Anatomie 2 des Patienten (hier als Brust gezeigt) konfiguriert. Die Anatomie 2 erstreckt sich zwischen einer Oberseite 4 und einer Unterseite 5, links 6 und rechts 7 und vorne 8 und hinten (nicht gezeigt). Die Anatomie 2 wird, wie derzeit im Stand der Technik bekannt, zwischen einer Biopsie-Kompressionsplatte 36 und einem Röntgendetektor 34 komprimiert. Eine obere Oberfläche 37 der Kompressionsplatte 36 ist der Röntgenröhre 32 zugewandt, mit einer unteren Oberfläche (nicht nummeriert) gegen die Anatomie 2, positioniert. Eine Läsion 12 ist innerhalb der Anatomie 2 gezeigt, die unter Verwendung einer Röntgenröhre 32, die einen kegelförmigen Strahl 33 (siehe 2A), umfassend einzelne Strahllinien 35, projiziert, zum Abbilden ausgerichtet wird, wobei die Anatomie 2 von dem Röntgendetektor 34 detektiert wird. Ein Biopsiefenster 38 wird durch die Kompressionsplatte 36 definiert, durch die ein Kliniker eine Biopsie der Läsion 12 ausführen kann.
Die gezeigte Biopsievorrichtung 30 ist konfiguriert, um Drehfreiheitsgrade (DOF) bereitzustellen, so dass die Röntgenröhre 32 anguliert, was bedeutet, dass die Röntgenröhre 32 in Bezug auf die Position sowohl der Anatomie 2 als auch des Röntgendetektors 34 gedreht werden kann. Im vorliegenden Fall dreht sich die Röntgenröhre 32 zwischen den Angulierungswinkeln AA und -AA auf beiden Seiten der vertikalen Achse V.
Durch das Erfassen von Bildern beispielsweise bei den Angulierungswinkeln AA +15° und -15° und das Kombinieren der Kenntnis der spezifischen Geometrie der Biopsievorrichtung 30 kann in allen 3 Achsen (X, Y, Z) auf die Koordinaten der Läsion 12 gemäß den derzeit im Stand der Technik bekannten Verfahren geschlossen werden. Die X-, Y-, Z-Achse sind als die Achse der Bildebene bzw. die Achse orthogonal zu dieser Ebene definiert. Basierend auf diesen 3D-Koordinaten kann dann eine Biopsie der Läsion 12 mittels herkömmlicher Verfahren durchgeführt werden. Es versteht sich, dass auch alternative Angulierungswinkel AA möglich sind und diese nicht über der vertikalen Achse V zentriert werden müssen (hier mit der Z-Achse zusammenfallend).
Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass viele Biopsievorrichtungen 30 keine Angulierung der Röntgenröhre 32 bereitstellen, wobei die Angulierung die Komplexität und Kosten dieser Vorrichtungen erhöht, so dass kleinere Einrichtungen oder Bereiche mit geringeren Einkommen sich diese häufig nicht leisten können. In diesen Fällen verwenden Kliniker eine einfachere, nicht angulierte Biopsievorrichtung 30, wie sie in den 2A und 2B gezeigt ist, auf eine Weise, um die 3D-Position der Läsion durch ein alternatives Verfahren zu identifizieren.
Wie in 2A gezeigt, wird ein erstes Bild über eine nicht angulierte Biopsievorrichtung 30 mit der Röntgenröhre 32, zentriert über der Anatomie 2, erneut mit der komprimierten Anatomie zwischen der Kompressionsplatte 36 und dem Röntgendetektor 34, wie es während dem anfänglichen Abtasten unter Verwendung einer Untersuchungsvorrichtung der Fall war, gesammelt. Zum Zweck der Offenbarung kann die Untersuchungsvorrichtung das im vorstehenden HINTERGRUND bereitgestellte Modell sein und kann als dieselbe Vorrichtung betrachtet werden, die in 1 oder 2A als Biopsievorrichtung 30 gezeigt ist (die jedoch vorher, beispielsweise vor dem Komprimieren des Patienten zum Vornehmen der Biopsie, verwendet wird). Im Gegensatz zur angulierten Biopsievorrichtung 30 von 1 erfordert die Technik von 2A-2B jedoch, ein zweites Bild durchzuführen, wobei die Biopsienadel 40 während dieses Bildgebungsvorgangs innerhalb der Anatomie 2 positioniert ist, bevor die Biopsieprobenentnahme vorgenommen wird. Die vorliegend gezeigte Nadel 40 ist von der derzeit im Stand der Technik bekannten Art, die sich entlang einer Längsachse LA zwischen einem Griff 42 und einer Spitze 44 mit einer dazwischen definierten Kerbe 46 erstreckt. Die Kerbe 46 ist konfiguriert, um die Biopsieprobe aus der Anatomie 2 zu extrahieren, während die Anatomie 2 zwischen der Kompressionsplatte 36 und dem Röntgendetektor 34 komprimiert bleibt, derzeit bei der Kompression 1 C1.
Sobald Bilder mit der Biopsievorrichtung 30 gesammelt sind, die wie in 2A gezeigt positioniert ist, wird ein drittes Bild mit der Biopsievorrichtung 30 gesammelt, die wie in 2B gezeigt konfiguriert ist, in diesem Beispiel mit der Röntgenröhre 32 und dem Röntgendetektor 34, die um 90° in Bezug auf die Anatomie 2 gedreht sind (hier entsprechend einer mediolateralen Ansicht (ML-Ansicht)). In diesem Fall bleibt die Biopsienadel 40 innerhalb der Anatomie 2 positioniert, die anschließend zwischen der Kompressionsplatte 36 und dem Röntgendetektor 34 bei einer Kompression 2 C2 komprimiert wird. Es versteht sich, dass Informationen, die sich auf die Position der Läsion 12 innerhalb der Anatomie 2 beziehen, mit der konfigurierten wie in 2A gezeigten Biopsievorrichtung 30 entlang der X- und Y-Achse erhalten werden können, basierend auf der an dem Röntgendetektor 34 detektierten Position. Wie in 3 beispielhaft dargestellt, können jedoch keine Informationen von Röntgendetektor 34 in Bezug auf die Position der Läsion innerhalb der Z-Richtung erhalten werden, da in dieser Konfiguration (d. h. jeder z-Position entlang des Liniensegments 17) eine unendliche Anzahl von z-Positionen innerhalb der Anatomie 2 die gleiche Detektionsposition auf dem Röntgendetektor 34 erzeugen kann. Aus diesem Grund wird das zweite Bild mit der in 2B gezeigten Konfiguration gesammelt, die dann Tiefenpositionsinformationen für die Läsion bereitstellt, die gemeinsam Informationen für alle drei Koordinaten bereitstellen.
Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass dieses Verfahren, auch bekannt als 2D-Läsionpositionsuntersuchung, das Dekomprimieren und Rückkomprimieren der Anatomie 2, während die Nadel 40 eingeführt wird, eine sehr empfindliche Handhabung erfordert, die Zeit benötigt und für den Patienten unangenehm oder sogar schmerzhaft ist. Durch Versuche und Entwicklungen haben die Erfinder die vorliegend offenbarten Systeme und Verfahren zum Bestimmen der 3D-Position einer Läsion innerhalb der Patientenanatomie unter Verwendung nur einer einzigen von der Biopsievorrichtung 30 gesammelten Ansicht geschaffen (zum Beispiel wie in 2A gezeigt), ohne jedoch in dem Prozess irgendein Bild mit der in die Anatomie 2 eingeführten Biopsienadel 40 durchführen zu müssen. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass die von früheren Untersuchungen gesammelten Bilder (d. h. jene, die während eines anfänglichen Abtastens mittels einer Untersuchungsvorrichtung gesammelt wurden) analysiert und gehandhabt werden können, um die fehlende Z-Achsenposition der Läsion auf der Biopsievorrichtung zu schätzen oder zu bestimmen. Dies ermöglicht es den Erfindern, die 3D-Position der Läsion zur Biopsie zu identifizieren, obwohl die Notwendigkeit, die Röntgenröhre 32 zu drehen, während der Patient in der Biopsievorrichtung 30 positioniert ist, vermieden wird, die Notwendigkeit, ein anderes Bild zu erfassen, während der Patient in der Biopsievorrichtung 30 positioniert ist, vermieden wird, und die Notwendigkeit, dass die Nadel 40 anders als für die tatsächliche Durchführung der Biopsie eingeführt werden muss, vermieden wird.
3 stellt eine Biopsievorrichtung 30 dar, die konfiguriert ist, um ein Bild der Anatomie 2, ähnlich dem zuvor erörterten, zu sammeln, wobei die Biopsievorrichtung 30 nicht anguliert ist und somit von der einfacheren Form ist. Das mit der wie in 3 gezeigten positionierten Biopsievorrichtung 30 gesammelte Bild stellt nur Informationen für die Läsion 12 entlang der X- und der Y-Achse in Abhängigkeit von der z-Koordinate bereit, die in dem Röntgendetektor 34 als ein einzelner Punkt oder Bereich als der detektierte Bereich 15 erscheinen würde. Somit kann, da keine z_b-3D-Koordinate aus diesem Bild abgeleitet werden kann, die Position der Läsion 12 innerhalb der Anatomie 2 nur entlang einer Linie von Läsionsmöglichkeiten 17 eingeengt werden, die mit dem detektierten Bereich 15 auf dem Röntgendetektor 34 ausgerichtet ist (mit anderen Worten, eine Linie von Positionen, die alle den gleichen projizierten Koordinaten der Läsion am Röntgendetektor 34 entsprechen).
Um die fehlenden z_b-3D-Komponenten der Läsion 12 zu bestimmen, haben die Erfinder erkannt, dass Bilder aus den vorherigen Untersuchungen für einen neuen Zweck analysiert und erneut verwendet werden können, der sich von dem derzeit im Stand der Technik bekannten unterscheidet. Die 4A-4C stellen in drei unterschiedlichen Ansichten der Anatomie 2 gesammelte Bilder 50 dar, in diesem Fall entlang einer kraniokaudalen Ansicht, einer mediolateralen Schrägansicht bzw. einer mediolateren Ansicht, wie sie gewöhnlich während Abtastverfahren erhalten werden. Die Bilder 50 können von einer 2D-Mammografie-Untersuchung sein, aber es versteht sich, dass 3D-rekonstruierte Volumina (3D-Untersuchungen) auch oder alternativ verwendet werden könnten. Es versteht sich auch, dass auch andere Ansichten verwendet werden können und die vorstehend beschriebenen lediglich beispielhaft sind. In jedem der drei in den 4A-4C gezeigten Bilder 50 entspricht die Läsion der Läsionbildposition 13. Wie sich versteht, kann die kraniokaudale Ansicht des Bildes 50 in 4A dann verwendet werden, um die Läsionbildposition 13 in der X- und Y-Achse des Bildes sowie in der mediolateralen Ansicht von 4C zu bestimmen. Informationen können auch aus der mediolateralen Schrägansicht von 4B oder anderen Ansichten erhalten werden, durch Kennen der angulären Positionierung der Röntgenröhre 32 in Bezug auf den Röntgendetektor 34.
Sobald die Läsionbildposition 13 in den Bildern 50 identifiziert ist, die manuell von dem Kliniker und/oder unter Verwendung automatischer Bildanalyseverfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, detektiert werden kann, können (x_i-2D, y_i-2D)-Koordinaten der Läsionprojektion 13 (2D-Untersuchung) oder (x_i-3D, y_i-3D, z_i-3D)-Koordinaten für die Läsionposition (3D-Untersuchung) bestimmt werden. Es versteht sich, dass die x_b-3D-, y_b-3D- und z_b-3D-Koordinaten der Läsion 12 in Abhängigkeit von der kombinierten Koordinateninformationen aus den von dem Röntgendetektor 34 erfassten Bildern 50, basierend auf der Positionierung der Röntgenröhre 32 und des Röntgendetektors 34 und der Patientenpositionierung, wenn jedes Bild 50 erfasst wird, gelöst werden. Mit anderen Worten wird jedes Bild zunächst gemessen, um eine gemessene x-Koordinate und eine gemessene y-Koordinate auf dem Röntgendetektor 34 zu erhalten; jedoch ist der Röntgendetektor 34 selbst nicht immer im gleichen Drehwinkel positioniert und die Patientenposition kann variieren. Daher können gemessene x_1-2D- und y_1-2D-Koordinaten oder gemessene (x_1-3D, y_i-3D, _Z1-3D), wenn es sich um eine 3D-Untersuchung handelt, über den Röntgendetektor 34 in einem ersten (mit „1“ markierten) der Bilder 50, gemessene x_2-2D- und y_2-2D-Koordinaten oder gemessene (X_2-3D, y_2-3D, Z_2-3D), wenn es sich um eine 3D-Untersuchung handelt, in einem zweiten (mit „2“ markierten) der Bilder 50, die mit der Röntgenröhre 32 in einer anderen Position aufgenommen wurden, und so weiter erfasst werden, bis zu gemessenen Xi-2D und y_i-2D oder gemessenen (X_i-3D, y_i-3D, Z_i-3D), wenn es sich um eine 3D-Untersuchung mit dem Röntgendetektor 34 in einem i-ten Bild (mit „i“ markiert) der Bilder 50 handelt, die in einer anderen Position aufgenommen wurden.
Zusätzliche Parameter, die der geometrischen, mechanischen und/oder physischen Konfiguration und/oder Ausrichtung der Erfassungsvorrichtung und/oder Biopsievorrichtung entsprechen, können auch analysiert werden (zusammen als Parameter P bezeichnet). Diese zusätzlichen Parameter stellen andere Informationen als das, was in den Bildern messbar ist, bereit. Zum Beispiel können diese zusätzlichen Parameter P eine Kompressionskraft von den Kompressionsplatten 36, eine Art der verwendeten Kompressionsplatten 36 (z. B. Formen und Größen von Öffnungen dadurch) und/oder eine gemessene Brusthöhe (z. B. zwischen der Kompressionsplatte 36 und dem Röntgendetektor 34) und oder eine patientenbezogene Information (z. B. Position: sitzend/liegend oder Ansichtsname) einschließen. In gewissen Beispielen werden einige oder alle dieser zusätzlichen Parameter bereits von den Erfassungsvorrichtungen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, bereitgestellt. Somit kann die z_b-3D-Koordinate der Läsion 12 in Abhängigkeit von F({x_i-3D, y_i-3D, z_i-3D}, {x_i-2D, y_i-2D}, P) gelöst werden.
In gewissen Beispielen können einer oder mehrere Orientierungspunkte (beispielhaft als Orientierungspunkte L1 - L12 in den 4A-4C dargestellt, die in anderen FIG. vorhanden sein können) in den Bildern 50 identifiziert werden. Durch Identifizieren von Orientierungspunkten, die auch in den Bildern 50 für mehrere Ansichten vorhanden sind, können die Orientierungspunkte zum Vergleich mit der Läsionbildposition 13 verwendet werden, um zur Lokalität der Läsion 12 beizutragen. Diese Orientierungspunkte können externe Merkmale und/oder interne Merkmale der Anatomie 2 sein, wie offensichtlich werden wird. Zum Beispiel zeigt 4A den Orientierungspunkt 1 L1, der als der ganz rechte Punkt 7 der Anatomie 2 definiert ist, den Orientierungspunkt 2 L2 die Mamille oder einen Abschnitt davon und den Orientierungspunkt 3 L3 die Vorderseite 8 der Anatomie 2 (ausschließlich Orientierungspunkt 2 L2), die auch als Basis des Orientierungspunkts 2 L2 angesehen werden könnte. In diesem Beispiel können Abstände zwischen der Läsionbildposition 13 und einem oder mehreren der Orientierungspunkte, zum Beispiel in einem ersten X-Abstand DX1 zwischen der Läsionbildposition 13 und dem Orientierungspunkt 1 L1, einem zweiten X-Abstand DX2 zwischen der Läsionbildposition 13 und dem zweiten Orientierungspunkt L2 und/oder einem dritten X-Abstand DX3 zwischen der Läsionbildposition 13 und dem Orientierungspunkt 3 L3, gemessen werden. Gleichfalls kann 4A analysiert werden, um eine oder mehrere Messungen in der Y-Richtung, wie die erste Y-Entfernung DY1 zwischen der Läsionbildposition 13 und dem Orientierungspunkt 1 L1 und/oder den zweiten Y-Abstand DY2 zwischen der Läsionbildposition 13 und dem Orientierungspunkt 2 L2, zu bestimmen.
Es wird anerkannt, dass zusätzliche Orientierungspunkte L4-L12 mit entsprechenden Abständen zu der Läsionbildposition 13 auch in den verschiedenen Ansichten verwendet werden können, wie jene, die in 4B und 4C gezeigt sind. Diese schließen zum Beispiel den am weitesten oben liegenden Abschnitt der Mamille L10, einen Mittelpunkt oder Rand eines Gewebebereichs L6 (beispielsweise gekennzeichnet als Fett- und/oder Drüsengewebe) und den Punkt, an dem die Anatomie 2 die Brustwand unter der Brust an dem Orientierungspunkt 12 L12 berührt, ein. Zum Beispiel sind der siebte Y-
Abstand DY7 und der achte Y-Abstand DY8 in 4c als Abstand entlang der Y-Achse von der Läsionbildposition 13 und dem Orientierungspunkt 7 L7 (z. B. der Oberseite der Brust) bzw. dem Orientierungspunkt 8 L8 (z. B. einem vertikalen Mittelpunkt der Brust) gezeigt. Eine weitere beispielhafte Messung in 4c ist der zehnte Y-Abstand DY10 zwischen der Läsionbildposition 13 und dem Orientierungspunkt 10 L10 (z. B. der Oberseite der Mamille).
Wiederum können, wie für die mediolaterale Schrägansicht von 4B gezeigt, zusätzliche Informationen bezüglich der Positionierung der Röntgenröhre 32 in Bezug auf den Röntgendetektor 34 und der Patientenpositionierung verwendet werden, um x_b3D-, y_b-3D- und/oder z_b-3D-Koordinaten in der Biopsiekonfiguration zu bestimmen. Zum Beispiel zeigt 4B die Beispiele eines fünften Schrägabstands DOB5 zwischen der Läsionbildposition 13 und dem Orientierungspunkt 5 L5 (hier als der unterste Abschnitt der Anatomie 2 definiert).
Auf diese Weise werden die vorherigen Bilder aus der Untersuchungsvorrichtung verwendet, um gemessene Koordinaten der Läsionbildposition 13 zu bestimmen. Wie vorstehend erörtert, können neue, tatsächliche Koordinaten in der X- und der Y-Achse für die Läsion 12 innerhalb der Anatomie 2 bestimmt werden, wie sie in der Biopsievorrichtung 30 positioniert ist, indem ein Bild mit der Biopsievorrichtung 30 erhalten wird, die wie in 3 gezeigt konfiguriert ist. Diese Informationen aus den vorherigen Untersuchungsbildern können dann verwendet werden, um auf die 3D-Koordinaten der Läsion 12 zu schließen, wie sie in der Biopsievorrichtung 30 positioniert ist. Wie vorstehend erörtert, wird die z_b-3D-Koordinate in Abhängigkeit von der kombinierten Koordinateninformationen berechnet, die aus den Bildern 50 gemessen werden, basierend auf der Positionierung der Röntgenröhre 32 und des Röntgendetektors 34, wenn jedes Bild 50 sowie Patientenpositionsinformationen erfasst werden. Wie in den 6 und 8 gezeigt, reduziert dieser Prozess daher die Länge des Liniensegments 17 aus 3 in gewissen Beispielen bis zu einem einzigen Punkt. Durch Bereitstellen dieser fehlenden Informationen in der Z-Richtung kann die Biopsie dann mit nur dem einzigen Bild durchgeführt werden, das von der Biopsievorrichtung 30 gesammelt wurde.
Die 5A-6 stellen zwei Prozesse zum Bestimmen der gemessenen x_i-2D- und y_i-2D-Koordinaten der Läsionbildposition 13 dar, wie sie auf dem Röntgendetektor 34 detektiert werden, und übersetzen diese folglich in eine berechnete z_b-3D-Koordinate der Läsion 12, wie sie in der Biopsievorrichtung 30 positioniert ist. In diesem Beispiel ist die in den Bildern 50 der 5A und 5B dargestellte Anatomie 2 in die Segmente 56, in den vorliegenden Beispielen Segmente 56A-56E, unterteilt. In dem Beispiel von 5A sind diese Segmente 56A-56E fünf, gleichmäßig von horizontalen Abschnitten beabstandet. Es wird jedoch anerkannt, dass eine unterschiedliche Anzahl von Segmenten 56 verwendet werden kann, und dass solche Segmente 56 nicht gleich groß sein müssen. Es ist auch möglich, dass die Segmente 56 in mehreren Richtungen bereitgestellt werden können, beispielsweise mit einem anderen Satz, der senkrecht zu den Segmenten 56A-56E verläuft, wie beispielsweise gezeigt.
Durch Teilen der Anatomie 2 des Bildes 50 in die Segmente 56A-56E kann ein Kliniker leicht erkennen, in welchem dieser Segmente sich die Läsion in der Läsionbildposition 13 befindet, in dem vorliegenden Beispiel von 5A innerhalb des ersten Segments 56A. Eine ähnliche Segmentierung kann in mehreren Ansichten bereitgestellt werden, um zusammen mit hoher Genauigkeit die 3D-Koordinaten der Läsion 12 zu erkennen. Wie in 6 gezeigt, kann somit das zuvor in 3 gezeigte Liniensegment 17, das allein aus dem Bild der einzelnen Biopsievorrichtung 30 bekannt ist, so verkürzt werden, dass es nun mit der Segmenthöhe H von jedem der fünf Segmente 56A-56E übereinstimmt (in diesem Fall mit dem ersten Segment 56A übereinstimmt). Diese Segmente können auch beschreibender markiert werden, um den Analyseprozess des Klinikers zu unterstützen, beispielsweise als sehr übergeordnete (VS), übergeordnete (S), mittlere (M), untergeordnete (I) und sehr untergeordnete (VI) Positionen der Anatomie 2 wie segmentiertist.
Es wird erkannt, dass diese Segmente 56 im Wesentlichen als Orientierungspunkte zum Vergleich dienen, die allein oder in Verbindung mit den Vergleichen mit den vorstehend erörterten Orientierungspunkten L 1-L 12 verwendet werden können.
Die Erfinder haben erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Segmenthöhen H kleiner oder gleich der Probengröße der von der Nadel 40 während der Biopsie gesammelten Anatomie 2 sind, um sicherzustellen, dass die gesamte Möglichkeit an Läsionpositionen in der Z-Achse zur Analyse gesammelt wird. 6 stellt eine beispielhafte Nadel 40 dar, die darin eine Kerbe 46 zum Erhalten der Probe aus der Anatomie 2 definiert. Die Kerbe 46 weist entlang der Längsachse LA der Nadel 40 eine Höhe 47 und eine in die Nadel 40 eingelassene Tiefe 49 auf. Auf diese Weise kann die Anzahl der Segmente 56 zum Teilen der Anatomie 2 in den Bildern 50 optimal gewählt werden, so dass die Segmenthöhen H davon kleiner als die Höhe 47 der Kerbe 46 in der Nadel 40 sind. Dadurch wird sichergestellt, dass der gesamte Bereich der Anatomie 2, der als der Läsion 12 entsprechend definiert ist, während der Biopsie gesammelt wird, wodurch falsch-negative und/oder wiederholte Biopsieverfahren vermieden werden.
Allgemeiner haben die Erfinder erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Biopsie unter Verwendung einer Nadel durchgeführt wird, die einer bestimmten Richtung folgend eingeführt wird, wenn die Unsicherheit der Läsionposition entlang X, Y, Z kleiner ist als der Überstand der Nadelkerbe entlang dieser X-, Y-, Z-Achse.
Wie im Bild 50 von 5B gezeigt, müssen die Segmente 56 nicht gleich sein und müssen nicht linear sein. Zum Beispiel haben die Erfinder erkannt, dass sich die Außenoberfläche oder Form 10 der Anatomie 2 basierend auf der Kompression davon und der relativen Positionierung der Kompressionsplatte auf die Anatomie 2 ändert. Darüber hinaus hängt die Morphologie der Form 10 der Anatomie 2 nicht nur von der Menge der Kompression durch die Kompressionsplatte 36 ab, sondern basiert auch auf der ursprünglichen Form 10 der Anatomie 2, mit der begonnen wird. Größe, Kontur, Dichte und Verteilung der Anatomie 2 spielen alle einen Faktor, wie die Anatomie 2 unter Kompression reagiert, beispielsweise einschließlich der speziellen Verteilung und Konzentration von Fett- und Drüsengewebe innerhalb der Anatomie 2.
Ein alternativer Prozess ist in den 7 und 8 gezeigt. In diesem Beispiel ist der Orientierungspunkt 13 L13 als der oberste Abschnitt der Anatomie 2 und der Orientierungspunkt 14 L14 als der unterste Teil der Anatomie definiert, wobei jeder wie in dem Bild 50 dargestellt ist, das in der mediolateralen (ML) Ansicht gesammelt wurde. Eine erste Gesamtmessung TY1 in der Z-Achse wird zwischen dem Orientierungspunkt 13 L 13 und dem Orientierungspunkt 14 L 14 bestimmt, um 100 % der Höhe der Anatomie 2 in der Z-Achse zu definieren. Eine erste Läsionmessung LY1 in der Z-Achse wird auch zwischen dem Orientierungspunkt 14 L 14 und der Läsionbildposition 13 gemessen. Diese Werte können dann verglichen werden (hier geteilt), um die Läsionbildposition 13 in Bezug auf die Gesamthöhe der Anatomie 2 als Prozentsatz zu bestimmen, in diesem Beispiel etwa 80 % bis zum als Orientierungspunkt 13 L 13 bezeichneten oben. Dieser Wert kann dann verwendet werden, in gewissen Beispielen basierend auf jeglichen morphologischen Änderungen in der Form 10 zwischen den von der Untersuchungsvorrichtung gesammelten Bildern 50 zu der Biopsievorrichtung 30, wie in 8 gezeigt, korrigiert werden, um erneut eine berechnete z_b-3D-Koordinate der Läsion 12 zu bestimmen, die spezifischer als das Liniensegment 17 ist, das von dem einzelnen Bild bereitgestellt wird, das von der Biopsievorrichtung 30 allein erfasst wird.
Insbesondere wird eine zweite Gesamt-Z-Messung TZ2 basierend auf dem Bild, das von der Biopsievorrichtung 30 zwischen den obersten und untersten Abschnitten der Anatomie 2 gesammelt wird, (unter Verwendung desselben Orientierungspunkts 13 L13 und Orientierungspunkts 14 L14 von oben) gemessen. Vorausgesetzt, das gleiche Verhältnis der über das Bild 50 in 7 bestimmten Höhe angewendet wird (mit anderen Worten, keine Korrektur für morphologische Änderungen an der Form 10), würde die Position der Läsion 12 wiederum 80 % der Höhe der zweiten Gesamt-Z-Höhe TZ2 betragen, hier im Wesentlichen die Messung zwischen der Kompressionsplatte 36 und dem Röntgendetektor 34. Die tatsächliche oder berechnete z_b3D-Koordinate der Läsion 12 wäre dann das 80 %-fache der zweiten Gesamt-Z-Höhe TZ2, wie in 8 gezeigt.
Dementsprechend können, wie in 5B gezeigt, die Segmente 56 durch magnetooptische Modellierung definiert werden, um die morphologischen Auswirkungen auf die Form 10 der Anatomie 2 zu berücksichtigen, wie sie in dem Bild 50 erfasst wird, wobei sie somit auf die spezifische Form 10 der Anatomie 2 korrigierbar sind, wenn sie später auf das einzelne Bild der Anatomie 2, wie sie in der Biopsievorrichtung 30 positioniert ist, angewendet wird, wie beispielsweise in 6 gezeigt. Diese Modellierung kann beispielsweise auf den geometrischen Eigenschaften der Form 10 der Anatomie 2 basieren, auf den biomechanischen Eigenschaften des Brustgewebes und/oder auf aus den Bildern 50 aus der Untersuchungsvorrichtung getroffenen Bestimmungen basieren.
In gewissen Beispielen wird ein Regressionsmodell (z. B. lineare Regressionsmodelle, neuronale Netzwerke, Regressionsbäume usw.) verwendet, das die geometrische Mapping-Transformation zwischen Ansichten und zwischen den unterschiedlichen 3D-komprimierten Geometrien erlernen kann. Zum Beispiel kann das Mehrschicht-Perzeptron als eine Art der Regressionsmodellierung verwendet werden, die im Stand der Technik bekannt ist. Diese Technik ermöglicht das Inbezugsetzen jeder gemessenen x_i-2D-Koordinate und der gemessenen y_i-2D-Koordinate in dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern zu der z_b-3D-Koordinate der Läsion im Biopsiebild. In gewissen Beispielen können Techniken der künstlichen Intelligenz wie Deep Learning und/oder maschinelle Lerntechniken eingesetzt werden (allein oder in Kombination mit herkömmlichen Bildanalysetechniken und biomechanischer Modellierung), um die x_b-3D-, y_b-3D- und z_b-3D-Koordinaten der Läsion 12 aus den gemessenen Koordinaten des Läsionbildposition 13 zu bestimmen. Zum Beispiel können die Daten unter Verwendung von TensorFlow™ oder anderen handelsüblichen Plattformen analysiert werden.
9 zeigt ein beispielhaftes Gesamtsystem 1, wie zuvor beschrieben, zum Sammeln einer Biopsie einer Läsion innerhalb eines Patienten oder einer Anatomie 2 basierend auf einem oder mehreren Untersuchungsbildern 50, die zuvor von einer Untersuchungsvorrichtung gesammelt wurden, die wie vorstehend erörtert ähnlich der vorstehend gezeigten und beschriebenen Biopsievorrichtung 30 sein kann, wobei die Läsion 12 eine Position entlang der X-, Y- und Z-Achse aufweist.
Das System 1 schließt eine Biopsievorrichtung 30 ein, die eine Röntgenröhre 32 aufweist, die konfiguriert ist, um Energie in Richtung des Patienten oder der Anatomie 2 zu emittieren, und einen Röntgendetektor 34 gegenüber der Röntgenröhre 32, wobei der Röntgendetektor 34 konfiguriert ist, um die Energie zu detektieren, die nach Durchlaufen des Patienten oder der Anatomie 2 in Richtung des Patienten oder der Anatomie 2 emittiert wird. Eine Kompressionsplatte 36, die ein Biopsiefenster 38 darin definiert, ist konfiguriert, um die Anatomie 2 zwischen der Kompressionsplatte 36 und dem Röntgendetektor 34 zu komprimieren, während die Röntgenstrahlen aus der Röntgenröhre 32 emittiert und von dem Röntgendetektor 34 detektiert werden.
Ein Verarbeitungssystem 110, das nachstehend weiter erörtert wird, kommuniziert mit einem Speichersystem 120 und dem Röntgendetektor 34. Das Verarbeitungssystem 110 ist konfiguriert, um ein Biopsiebild (ähnlich den zuvor gezeigten Bildern 50) der Anatomie 2 basierend auf den von dem Röntgendetektor 34 detektierten Röntgenstrahlen zu erzeugen, wobei dieses Biopsiebild eine Darstellung der Läsion in der Läsionbildposition 13 einschließt. Das Verarbeitungssystem 110 ist ferner konfiguriert, um auf das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder 50 der Anatomie 2 zuzugreifen, die zuvor unter Verwendung der Untersuchungsvorrichtung gesammelt wurden, wobei die Bilder 50 auch die Läsion in Bildpositionen 13 einschließen. Mit anderen Worten, die Läsion 12 kann in den Bildern 50 gesehen werden. Das Verarbeitungssystem 110 ist ferner konfiguriert, um, während die Anatomie 2 zwischen der Kompressionsplatte 36 und dem Röntgendetektor 34 komprimiert bleibt, das Biopsiebild zu analysieren, um eine gemessene x_b-2D-Koordinate und eine gemessene y_b-2D-Koordinate der Läsion 12, wie sie im Biopsiebild erscheint, entlang der X- bzw. Y-Achse zu bestimmen. Das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder 50 werden dann analysiert, um eine gemessene z_b-3D-Koordinate entlang der Z-Achse der Läsion zu bestimmen, die als eine Läsion in der Läsionbildposition 13 innerhalb der Bilder 50 gezeigt ist, die wie zuvor erörtert einen einzelnen Punkt oder eine Linie möglicher Positionen einschließen kann, die beispielsweise eine Segmenthöhe SH bilden, wenn die Anatomie 2 in Segmente 56 innerhalb der Bilder 50 segmentiert wird. Schließlich wird die Position der Läsion 12 basierend auf der gemessenen x_b-2D-Koordinate und der gemessenen y_b-2D-Koordinate aus dem Biopsiebild und der berechneten z_b-3D-Koordinate aus dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern 50 bestimmt. Das System 1 wird dann für die Biopsie an der für die Läsion 12 bestimmten Position konfiguriert, die durch das Biopsiefenster 38 der Kompressionsplatte 36 durchzuführen ist, während die Anatomie 2 zwischen der Kompressionsplatte 36 und dem Röntgendetektor 34 komprimiert bleibt.
Die tatsächlichen Koordinaten der Läsion 12 (bestimmt aus der gemessenen x_b-2D- und y_b2D-Koordinate und der berechneten z_b-3D-Koordinate), wie sie innerhalb der Biopsievorrichtung 30 positioniert ist, können auf einer Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden (z. B. wie eine Ausgabevorrichtung 101 in 9), als Ausdruck bereitgestellt werden oder durch einen anderen derzeit im Stand der Technik bekannten Mechanismus gezeigt werden, wie sie heute beispielsweise von Stereosystemen bereitgestellt werden (1).
Es werden nun zusätzliche Informationen für das Steuersystem 100 von 9 bereitgestellt. Gewisse Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung werden als funktionelle und/oder logische Blockkomponenten oder Verarbeitungsschritte beschrieben oder dargestellt, die durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten durchgeführt werden können, die konfiguriert sind, um die spezifizierten Funktionen durchzuführen. Gewisse Ausführungsformen setzen beispielsweise integrierte Schaltungskomponenten, wie Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabelle oder dergleichen ein, die konfiguriert sind, um eine Vielzahl von Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Prozessoren oder anderer Steuervorrichtungen auszuführen. Die Verbindungen zwischen funktionellen und logischen Blockkomponenten sind lediglich beispielhaft, können direkt oder indirekt sein und können alternative Pfade verfolgen.
In gewissen Beispielen kommuniziert das Steuersystem 100 mit jeder der einen oder mehreren Komponenten des Systems 1 über eine Kommunikationsverknüpfung CL, die eine beliebige drahtgebundene oder drahtlose Verknüpfung sein kann. Das Steuersystem 100 ist in der Lage, Informationen und/oder die Steuerung einer oder mehrerer Betriebseigenschaften des Systems 1 und seiner verschiedenen Teilsysteme durch Senden und Empfangen von Steuersignalen über die Kommunikationsverknüpfungen CL zu empfangen. In einem Beispiel ist die Kommunikationsverknüpfung CL ein Controller-Area-Network-Bus (CAN-Bus); es könnten jedoch andere Arten von Verknüpfungen verwendet werden. Es versteht sich, dass das Ausmaß der Verbindungen und der Kommunikationsverknüpfungen CL tatsächlich eine oder mehrere gemeinsame Verbindungen oder Verknüpfungen unter einigen oder allen Komponenten im System 1 sein kann. Darüber hinaus sollen die Leitungen der Kommunikationsverknüpfung CL nur dazu dienen, dass die verschiedenen Steuerelemente in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren und stellen keine tatsächlichen Verdrahtungsverbindungen zwischen den verschiedenen Elementen dar, noch stellen sie die einzigen Pfade der Kommunikation zwischen den Elementen dar. Zusätzlich kann das System 1 verschiedene Arten von Kommunikationsvorrichtungen und -systemen einschließen, und somit können die veranschaulichten Kommunikationsverknüpfungen CL tatsächlich verschiedene unterschiedliche Arten von drahtlosen und/oder drahtgebundenen Datenkommunikationssystemen darstellen.
Das Steuersystem 100 kann ein Rechensystem sein, das ein Verarbeitungssystem 110, ein Speichersystem 120 und ein Eingabe-/Ausgabesystem (E/A) 130 zum Kommunizieren mit anderen Vorrichtungen, wie beispielsweise Eingabevorrichtungen 99 (z. B. eine Untersuchungsvorrichtung 20, welche die anfängliche Abtastung durchgeführt hat und die Biopsievorrichtung 30) und Ausgabevorrichtungen 101, von denen jede auch in einer Cloud 102 oder alternativ gespeichert werden kann, einschließt. Das Verarbeitungssystem 110 lädt ein ausführbares Programm 122 aus dem Speichersystem 120 und führt dieses aus, greift auf Daten 124 zu, die in dem Speichersystem 120 gespeichert sind, und weist das System 1 an, zu arbeiten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Das System 1 muss die Untersuchungsvorrichtung 20 und/oder die Biopsievorrichtung 30 nicht als Eingaben einschließen, sondern kann stattdessen einfach die daraus gesammelten Bilder 50 laden, die beispielsweise in dem Speichersystem 120 gespeichert sein können.
Das Verarbeitungssystem 110 kann als ein einzelner Mikroprozessor oder eine andere Schaltung implementiert sein oder über mehrere Verarbeitungsvorrichtungen oder Teilsysteme verteilt sein, die zusammenwirken, um das ausführbare Programm 122 aus dem Speichersystem 120 auszuführen. Nicht einschränkende Beispiele für das Verarbeitungssystem schließen im Allgemeinen zentrale Verarbeitungseinheiten, anwendungsspezifische Prozessoren und Logikvorrichtungen ein.
Das Speichersystem 120 kann jedes Speicherungsmedium umfassen, das von dem Verarbeitungssystem 110 lesbar ist und das in der Lage ist, das ausführbare Programm 122 und/oder Daten 124 zu speichern. Das Speichersystem 120 kann als eine einzelne Speicherungsvorrichtung implementiert sein oder über mehrere Speicherungsvorrichtungen oder Teilsysteme verteilt sein, die zusammenwirken, um computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten zu speichern. Das Speichersystem 120 kann flüchtige und/oder nicht flüchtige Systeme einschließen und kann entfernbare und/oder nicht entfernbare Medien einschließen, die in einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technologie zur Speicherung von Informationen implementiert sind. Das Speichermedium kann nicht transitorische und/oder transitorische Speicherungsmedien einschließen, einschließlich Direktzugriffsspeicher, Nur-Lese-Speicher, Magnetscheiben, optische Platten, Flash-Speicher, virtuellen Speicher und nicht-virtuellen Speicher, Magnetspeichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Speichern von Informationen verwendet werden kann und beispielsweise von einem Befehlsausführungssystem aufgerufen werden kann.
Wie vorstehend beschrieben und in 10 gezeigt, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auch auf ein Verfahren 200 zum Bestimmen der Position der Läsion einer Biopsie in einem Patienten oder einer Anatomie 2 entlang der X-, Y- und Z-Achse eines Detektor-Bezugssystems. Das Verfahren schließt das Positionieren der Anatomie 2 in einer Untersuchungsvorrichtung in Schritt 202 ein, die wie vorstehend beschrieben eine derzeit im Stand der Technik bekannte Untersuchungsvorrichtung sein kann, und die ähnlich der als Biopsievorrichtung 30 gezeigten und vorstehend beschriebenen ist. Das Verfahren schließt das Sammeln eines oder mehrerer Untersuchungsbilder 50 der Anatomie 2 unter Verwendung der Untersuchungsvorrichtung ein (Schritt 204), wobei das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder 50 die Läsion 12 darin zeigen. Das Verfahren schließt in Schritt 206 das Positionieren der Anatomie 2 in einer Biopsievorrichtung 30 ein, die zum Halten der Anatomie 2 während der Biopsie konfiguriert ist, dann in Schritt 208 das Sammeln eines Biopsiebildes der Anatomie 2 unter Verwendung der Biopsievorrichtung 30, wobei das Biopsiebild auch die Läsion 12 zeigt.
Das Biopsiebild wird dann in Schritt 210 analysiert, um eine gemessene x_b-2D-Koordinate und eine gemessene y_b-2D-Koordinate der Läsion 12 zu bestimmen, wie in dem Biopsiebild entlang der X- bzw. Y-Achse dargestellt. Als Nächstes stellt Schritt 212 bereit, dass ein oder mehrere zuvor mit der Untersuchungsvorrichtung gesammelten Untersuchungsbilder 50 analysiert werden, um eine berechnete z_b-3D-Koordinate (oder mehrere z _b-3D-Koordinaten wie ein Segment) entlang der Z-Achse der Läsion 12 zu bestimmen, wie in den Bildern 50 dargestellt, während die Anatomie 2 innerhalb der Untersuchungsvorrichtung positioniert war. Schließlich stellt Schritt 214 das Bestimmen der Position der Läsion 12 basierend auf der gemessenen x_b-2D-Koordinate und gemessenen y_b-2D-Koordinate aus dem Biopsiebild und der berechneten z_b-3D-Koordinate aus dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern 50 bereit.
Die Erfinder haben weitere Vorteile für die Analyse der bereits bestehenden Bilder aus Untersuchungsvorrichtungen erkannt, selbst unter Umständen, in denen die Biopsievorrichtung anguliert ist, wie in 1 gezeigt. Bei nicht angulierten Biopsievorrichtungen stellen die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren das Berechnen oder Ableiten einer z-Ebene, in der die Läsion liegt, bereit, da diese Informationen nicht durch das von der Biopsievorrichtung allein aufgenommene einzelne Bild bereitgestellt werden können. Angulierte Biopsievorrichtungen schließen Informationen für die z-Ebenen der Anatomie von Interesse und tatsächlich viele „Schichten“ von Bildern in der Z-Achse ein, die zusammen eine rekonstruierte Ansicht der Anatomie bilden. Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass, obwohl die z_b-3D-Koordinate der Läsion somit in diesem rekonstruierten Volumen identifiziert werden kann, es einen Kliniker erfordert, der tatsächlich durch die vielen Schichten geht, um zu bestimmen, welche die Läsion einschließen.
Somit haben die Erfinder erkannt, dass die vorliegend offenbarten Systeme und Verfahren auch verwendet werden können, um dem Kliniker eine Schätzung der z-Ebenen von möglichem Interessen bereitzustellen, was wertvolle Zeit und Kosten beim Lesen von 3D-Volumina aus der Tomosynthese einspart. Auf diese Weise verbessern die vorliegend offenbarten Systeme und Verfahren den Prozess des Identifizierens einer Läsion nicht nur für nicht angulierte Biopsievorrichtungen, sondern auch solche, die Angulierung und 3D-Bildaufnahmen bieten.
In gewissen Ausführungsformen kann das System weiter gehen, als dem Kliniker eine geschätzte z_b-3D-Koordinate für die Läsion anzuzeigen, wie das Hervorheben oder Aufteilen nur der Schichten von Bildern, die den möglicherweise interessierenden z_b-3D-Koordinaten entsprechen. Zum Beispiel kann das System automatisch eine Teilmenge von Bildern und/oder einen Abschnitt eines rekonstruierten Bildes anzeigen, die bzw. der z_b-3D-Koordinaten innerhalb eines bestimmten Prozentsatzes der geschätzten z_b-3D-Koordinate der Läsion entspricht.
Die in den Figuren bereitgestellten Funktionsblockdiagramme, Betriebsabläufe und Flussdiagramme sind für beispielhafte Architekturen, Umgebungen und Methodik zum Durchführen neuer Gesichtspunkte der Offenbarung repräsentativ. Während zu Zwecken der Vereinfachung der Erklärung die hierin enthaltenen Methodiken in Form eines Funktionsdiagramms, eines Betriebsablaufs oder eines Flussdiagramms vorliegen und als eine Reihe von Handlungen beschrieben sein können, versteht es sich und wird geschätzt, dass die Methodiken nicht durch die Reihenfolge der Handlungen eingeschränkt sind, da einige Handlungen, in Übereinstimmung damit, in einer anderen Reihenfolge und/oder gleichzeitig mit anderen Handlungen als den hierin gezeigten und beschriebenen auftreten können. Zum Beispiel wird der Fachmann verstehen und schätzen, dass eine Methodik alternativ als eine Reihe von zusammenhängenden Zuständen oder Ereignissen, wie in einem Zustandsdiagramm, dargestellt sein kann. Darüber hinaus sind möglicherweise nicht alle in einer Methodik veranschaulichten Handlungen für eine neuartige Implementierung erforderlich.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung zu offenbaren, einschließlich des besten Modus, und um es auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden. Gewisse Begriffe wurden der Kürze, Klarheit und dem Verständnis halber verwendet. Daraus sind keine unnötigen Einschränkungen über das Erfordernis des Standes der Technik hinaus abzuleiten, da solche Begriffe nur zu beschreibenden Zwecken verwendet werden und breit ausgelegt werden sollen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele einschließen, die einem Fachmann einfallen. Solche weiteren Beispiele sind dazu bestimmt, innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche zu liegen, wenn sie Merkmale oder Strukturelemente aufweisen, die sich nicht von der wörtlichen Ausdrucksweise der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente Merkmale oder Strukturelemente mit unwesentlichen Unterschieden zu der wörtlichen Ausdrucksweise der Ansprüche einschließen.

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Position einer Läsion zur Biopsie in einem Patienten entlang der X-, Y- und Z-Achse, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Positionieren des Patienten in einer Untersuchungsvorrichtung; Sammeln eines oder mehrerer Untersuchungsbilder des Patienten unter Verwendung der Untersuchungsvorrichtung, wobei das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder die Läsion zeigen; Positionieren des Patienten in einer Biopsievorrichtung, die zum Halten des Patienten während der Biopsie konfiguriert ist; Sammeln eines Biopsiebildes des Patienten unter Verwendung der Biopsievorrichtung, wobei das Biopsiebild die Läsion zeigt; Analysieren des Biopsiebildes, um eine gemessene x-Koordinate und eine gemessene y-Koordinate der Läsion entlang der X- bzw. Y-Achse zu bestimmen; Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder, um eine berechnete z-Koordinate der Läsion entlang der Z-Achse zu bestimmen; und Bestimmen der Position der Läsion entlang der X-, Y- und Z-Achse basierend auf der gemessenen x-Koordinate und der gemessenen y-Koordinate aus dem Biopsiebild und der aus dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern bestimmten berechneten z-Koordinate.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die berechnete z-Koordinate aus der Analyse von mindestens zwei des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Erfassen zusätzlicher Parameter außer dem Biopsiebild und dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern und ferner umfassend das Einschließen der zusätzlichen Parameter in die Analyse des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder, um die berechnete z-Koordinate der Läsion zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder ein erstes Untersuchungsbild einschließen, das in einer kraniokaudalen Ansicht aufgenommen ist, und ein zweites Untersuchungsbild, das in einer von einer mediolateralen Schrägansicht und einer mediolateralen Ansicht aufgenommen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das analysierte Biopsiebild genau ein Biopsiebild ist, und wobei das genau eine Biopsiebild das einzige von dem Patienten gesammelte Bild ist, während der Patient in der Biopsievorrichtung positioniert ist, das beim Bestimmen der Position der Läsion analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder zum Bestimmen der berechneten z-Koordinate der Läsion das Identifizieren eines oder mehrerer Orientierungspunkte in mindestens einem des Biopsiebildes und in dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern einschließt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die berechnete z-Koordinate basierend auf Abständen zwischen dem Orientierungspunkt und der Läsion in dem ersten des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Teilen des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder in Segmente, und wobei das Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder zum Bestimmen der berechneten z-Koordinate der Läsion das Identifizieren, in welchem der Segmente sich die Läsion befindet, einschließt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Segmente als Schichten zwischen einer Oberseite und einer Unterseite eines Patienten unterteilt sind, die entlang der Z-Achse gestapelt sind, und wobei die berechnete z-Koordinate der Position der Läsion basierend auf dem einen der Segmente, das in dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern als die Läsion aufweisend identifiziert wurde, bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Biopsie unter Verwendung einer Nadel durchführbar ist, die sich entlang einer Längsachse zwischen einer Spitze und einem Griff erstreckt, wobei die Nadel eine Kerbe darin definiert, wobei die Kerbe eine Kerbenhöhe parallel zur Längsachse aufweist und die Segmente Segmenthöhen entlang der Z-Achse aufweisen, und wobei die Kerbenhöhe höchstens gleich den Segmenthöhen ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Bestimmen einer Morphologieänderung des Patienten, die durch den Patienten verursacht wird, der in der Untersuchungsvorrichtung positioniert ist, und wobei das Bestimmen der berechneten z-Koordinate der Läsion das Analysieren von Auswirkungen der Morphologieänderung in dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern einschließt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Segmente Segmenthöhen entlang der Z-Achse aufweisen, und wobei die Segmenthöhen mindestens teilweise auf der Bestimmung der Morphologieänderung basieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens eines von Deep Learning und künstlicher Intelligenz verwendet wird, um mindestens eines von Analysieren des Biopsiebildes, um die gemessene x-Koordinate und die gemessene y-Koordinate zu bestimmen, Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder, um die berechnete z-Koordinate zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bereitstellen von SchulungsUntersuchungsbildern und bekannten z-Koordinaten von dementsprechenden SchulungsLäsionen, um das mindestens eine von Deep Learning und künstlicher Intelligenz zu schulen.
System zum Sammeln einer Biopsie einer Läsion innerhalb eines Patienten basierend auf einem oder mehreren Untersuchungsbildern, die zuvor von einer Untersuchungsvorrichtung gesammelt wurden, wobei die Läsion eine Position entlang der X-, Y- und Z-Achse aufweist,wobei das System Folgendes umfasst: eine Röntgenröhre, die konfiguriert ist, um Energie in Richtung des Patienten zu emittieren; einen Röntgendetektor gegenüber der Röntgenröhre, wobei der Röntgendetektor konfiguriert ist, um die Energie zu detektieren, die nach Durchlaufen des Patienten in Richtung des Patienten emittiert wird; eine Kompressionsplatte, die ein Biopsiefenster darin definiert, wobei die Kompressionsplatte konfiguriert ist, um den Patienten zwischen der Kompressionsplatte und dem Röntgendetektor zu komprimieren, während die Energie aus der Röntgenröhre emittiert und von dem Röntgendetektor detektiert wird; ein Verarbeitungssystem, das mit dem Speichersystem und dem Röntgendetektor kommuniziert, wobei das Verarbeitungssystem konfiguriert ist zum: Erzeugen eines Biopsiebildes des Patienten basierend auf der von dem Röntgendetektor detektierten Energie, wobei das Biopsiebild die Läsion einschließt; Zugreifen auf das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder des Patienten, die zuvor unter Verwendung der Untersuchungsvorrichtung gesammelt wurden, wobei das eine oder die mehreren Untersuchungsbilder die Läsion einschließen; Analysieren, während der Patient zwischen der Kompressionsplatte und dem Röntgendetektor komprimiert bleibt, des Biopsiebildes, um eine gemessene x-Koordinate und eine gemessene y-Koordinate der Läsion entlang der X- bzw. Y-Achse zu bestimmen; Analysieren des einen oder der mehreren Untersuchungsbilder, um eine berechnete z-Koordinate der Läsion entlang der Z-Achse zu bestimmen; und Bestimmen der Position der Läsion entlang der X-, Y- und Z-Achse basierend auf der gemessenen x-Koordinate und der gemessenen y-Koordinate aus dem Biopsiebild und der aus dem einen oder den mehreren Untersuchungsbildern bestimmten berechneten z-Koordinate; wobei das System konfiguriert ist, um die Biopsie der Läsion durchzuführen, während der Patient zwischen der Kompressionsplatte und dem Röntgendetektor komprimiert bleibt.