JP2012517313A - インタフェース装置、イメージングシステム及び辺縁部イメージング方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、対象のイメージングの間、整合媒質が対象をその周囲と整合させるために使用される、イメージングシステムに関連する。インタフェース装置は、対象の位相コントラスト辺縁部イメージングのために使用される。インタフェース装置は、変形可能な整合材料が含まれるコンパートメントを有し、変形可能なマッチング材料は、イメージングされるべき対象が押圧される際、側方に押しのけられることができる。こうして、Ｘ線位相コントラストマンモグラフィに関する横方向の視野が、増大されることができる。

Description

本発明は、関心対象の位相コントラスト辺縁部イメージングのためのインタフェース装置、マンモグラフィイメージングシステム及び関心対象の位相コントラスト辺縁部イメージングの方法に関する。

Ｘ線位相コントラストマンモグラフィは、Ｘ線マンモグラムの診断価値を大幅に改善する潜在性を有する。

位相コントラストイメージングに関する１つの特別な問題は、いわゆる位相ラッピングの問題である。例えば、ｐ_１のピッチの位相格子をもつトールボット干渉計を有する測定装置において、位相面の傾きが２π／ｐ_１より小さい場合のみ、位相情報が、明確に取り出されることができる。これは、一般に、数ｃｍの一定の厚さの軟組織については、達成可能である。しかしながら、これは、一般に、組織−空気インタフェースにより複素屈折率の強いジャンプが存在する、イメージングされるべき対象（関心対象）の辺縁部においては当てはまらない。これは、乳房の辺縁部における適切な位相回復を妨げ、ゆえに、乳房の側方辺縁部における適切な診断を邪魔しうる。従って、トモグラフィ又はトモシンセシスが、不可能でなくとも困難になりうる。

関心対象の改善された位相コントラスト辺縁部イメージングを提供することが望まれうる。

本発明は、独立請求項の特徴による、関心対象の位相コントラスト辺縁部イメージングのためのインタフェース装置、マンモグラフィイメージングシステム、及び関心対象の位相コントラスト辺縁部イメージング方法に関する。本発明の他の特徴は、従属請求項に記述されている。

例えばインタフェース装置に関して以下に記述される特徴は、イメージングシステムにおいて、又は本発明による方法において方法ステップとして、実現されてもよいことに注意すべきである。

本発明の例示の実施形態によれば、関心対象の位相コントラスト辺縁部イメージングのためのインタフェース装置であって、変形可能な材料を含むコンパートメントを有するインタフェース装置が提供される。変形可能な材料は、関心対象の第２の複素屈折率に対応する第１の複素屈折率を有する。コンパートメント及び変形可能な材料は、画像データ取得が実施される際、圧力が印加されるコンパートメントの領域から変形可能な材料が押しのけられるように適応される。

言い換えると、インタフェース装置は、固くなく、印加される圧力に基づいてその形状を変えることができる。従って、特に、圧力が印加されない関心対象の外側領域において、改善された画像品質が提供されることができる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、関心対象はヒト乳房であり、インタフェース装置は、Ｘ線位相コントラストマンモグラフィの辺縁部イメージングのために適応される。

インタフェース装置は、対象をプローブするために使用されるエネルギーのビームが例えば４００乃至１４００ｎｍのレンジ内の波長をもつ光学放射線ビームである、光学マンモグラフィにおいて使用されることもできることに注意すべきである。

本発明の別の例示の実施形態によれば、インタフェース装置はブラジャの形に適応される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、変形可能な材料は、流体及びゲルの一方である。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第１の複素屈折率は、第２の複素屈折率と同程度である。

本発明の別の例示の実施形態によれば、コンパートメントは、ブラジャが弛緩した状態にあるとき、ヒト乳房の形状を有するように設計されたシート材料の２つの層によって形成される。しかしながら、シート材料は、ブラジャが弛緩した状態にあるとき、ヒト乳房の形状と異なる形状を有することができ、例えば押圧及び画像取得の間、インタフェース装置の最終的な形状に対応する形状を有することができる。

シート材料の２つの層を有することによって、乳房（又はイメージングされるべき任意の他の関心対象）に触れずに、流体又はゲル様の材料が移動することができる可撓性のコンパートメントが提供される。

特に、イメージングされるべき対象は、変形可能な材料と外部環境との間の密閉を提供する必要がない。

本発明の別の例示の実施形態によれば、変形可能な材料は、画像取得の間、関心対象の側方領域の方へ押され、それにより、関心対象の辺縁部領域がイメージングされることができる。側方領域の方へ（及びゆえに辺縁部領域の方へ）変形可能な材料を押さない場合、関心対象の辺縁部領域の画像品質は、ずっと貧弱になる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、ヒト乳房の辺縁部イメージングのためのインタフェース装置及びイメージング装置を有するマンモグラフィイメージングシステムが、提供される。インタフェース装置は、変形可能な材料を含むコンパートメントを有し、変形可能材料は、乳房の第２の複素屈折率に対応する第１の複素屈折率を有し、コンパートメント及び変形可能な材料は、圧力が印加されるコンパートメントの領域から変形可能な材料が押しのけられ、画像データ取得が実施されるように、適応される。更に、イメージング装置は、関心対象の方へＸ線を放出するＸ線源と、Ｘ線が関心対象を通過した後、それらＸ線を検出するＸ線検出器と、を有する。更に、イメージングシステムは、第１及び第２の押圧プレートを有し、画像データの取得中、第１及び第２の押圧プレートは、ブラジャの領域に、ゆえに乳房に、圧力を印加するように適応され、それにより、辺縁部領域の方へ側方に変形可能な材料を押す。

本発明の別の例示の実施形態によれば、検出器は、Ｘ線が関心対象を通過した後、それらＸ線の位相情報を決定するトールボット干渉計を有する。

こうして、位相データが、画像生成のために使用される。Ｘ線源は、コヒーレント又はほぼコヒーレントな放射線を生成するように適応されることができる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、イメージングシステムは更に、関心対象によるＸ線の吸収を決定するように適応される。言い換えると、イメージングシステムは、対象の複素屈折率の実数部分によって主に影響を与えられる送信された波の位相面だけでなく、関心対象の複素屈折率の虚数部分によって主に影響を与えられる送信された波の振幅をも解析するように適応される。

位相情報及び吸収情報の両方とも、最終画像を決定するために使用されることができる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、イメージングシステムは、決定された位相情報及び決定された吸収情報に基づいて、関心対象の画像を再構成するように適応される。

これは、改善された最終画像を提供することができる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、関心対象の位相コントラスト辺縁部イメージングの方法であって、インタフェース装置が、少なくとも部分的に関心対象の周囲に配置される、方法が提供される。更に、圧力が、インタフェース装置に印加され、それにより、圧力が印加される領域から変形可能な材料を押しのける。次に、放射線が、関心対象に向けて放出され、関心対象の画像データが、１又は複数の対応する検出器によって取得される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、変形可能な材料を押しのけるステップは、横方向スキャンレンジの増加をもたらし、ゆえに、関心対象の増大された画像をもたらす。

本発明の別の例示の実施形態によれば、放出される放射線は、Ｘ線放射線である。

本発明の別の例示の実施形態によれば、画像取得は、トールボット干渉計装置において実施されるとともに、干渉位相測定のほかに、吸収測定を含むことができる。

インタフェース装置の他の実施形態によれば、装置は、２つの受け器を含む。各々の受け器は、１つの関心対象を受け取るように適応される。この実施形態は、それが同時に２つの対象のイメージングを可能にするという利点を有する。女性乳房をイメージングする際、この実施形態による装置は、装置を患者に一度だけフィットさせるだけでよく、両方の乳房を同時にイメージングするために又は両方の乳房を逐次的にイメージングするために使用されることができる。

専用のブラジャが設計されることが、本発明の例示の実施形態による要旨とみなされることができる。専用のブラジャは２つの層を含む。２つの層の間には、女性患者の乳房と同程度の複素屈折率を有する流体又はゲル様の材料が配される。押圧の間、ゲルは、側方へ押しのけられる。それにより、乳房と２つのプレートとの直接的な接触が、所望されるように達成されるが、加えて、側部には、ゲル（又は流体）がある。従って、横方向スキャンレンジが増大されることができ、乳房の辺縁部がイメージングされることができる。

本発明の例示の実施形態によるインタフェース装置を示す図。 本発明の例示の実施形態によるインタフェース装置の受け器を示す図。 本発明の例示の実施形態によるイメージングシステムを示す図。 本発明の別の例示の実施形態によるイメージングシステムを示す図。 本発明の例示の実施形態による、関心対象を押圧するために使用されるイメージング装置の２つのプレートを示す図。 本発明の例示の実施形態による方法のフローチャート。

図面の図示は、概略的であり、一定の縮尺で描かれていない。異なる図面において、同様の又は同一の構成要素は、同一の参照数字を具える。

図１は、関心対象の位相コントラスト辺縁部イメージングのための、特に２つの女性乳房のマンモグラフィイメージングのためのインタフェース装置を示す。

装置１００は、２つの受け器１０１、１０２を有し、第１の受け器は、患者の右乳房用であり、第２の受け器は、左乳房用である。

更に、装置１００は、受け器１０１、１０２を乳房に対し押し当て、患者の胸部の周囲に装置を固定するためのストラップ１０３を有する。更に、ストラップ１０３を開閉するように適応されるファスナ１０４が設けられる。

ストラップ１０３は、装置１００が乳房に対し押し当てられる力が調整されることを可能にし、患者の快適さを与える。受け器１０１、１０２は、受け器１０１、１０２を収容するためのボリュームを境界付ける境界に従って、それらが形状を変えることを可能にするように、少なくとも部分的に可撓性でありえる。このような境界の例は、押圧表面又は押圧プレートであり、それらの間には、画像が撮影される際（すなわち取得データが取得されようとするとき）、受け器１０１、１０２の一方又は両方が配置されることができる。このような押圧プレート３０１、３０２の例は、図３及び図４に示されている。

受け器１０１、１０２の各々には、整合媒質（例えばゲル又は流体である変形可能な材料）が与えられている。例えば、両方の受け器は、少なくとも部分的に可撓性であるだけでなく、伸縮可能でもありうる。このような受け器のための適当な材料の例は、例えば予防具（コンドーム）において使用されるラテックスのようなラテックスである。

図２は、ブラジャ１００の右受け器１０１をより詳しく示す。カップ様の装置１０１は、カップの「内側」であるボリュームを規定する壁２０２を有する。壁２０２によって規定されるボリュームは、イメージングされるべき対象が、ボリューム内に収容されることを可能にする開口側を有する。開口は、装置１０１に含まれるリム部２０１によって規定される。本発明の例示の実施形態によれば、リム部２０１は、患者の胸部に装置１０１を固定させるための接着剤を含む。この例では、リム部２０１に含まれる接着剤を使用して、装置１０１は、患者の胸部に対し押し当てられる。

胸部は、装置１０１に収容される乳房と共に、リム部２０１によって規定される開口を閉じるカバー表面を形成する。一般に、女性乳房のようなイメージングされるべき対象は、壁２０２によって規定されるボリューム５０７を完全には満たさない。装置１０１が、カバー表面（すなわち胸部）に対し一旦押し当てられると、装置１０１内側の占有されていないボリュームは、整合媒質で、すなわち例えば整合流体又は整合ゲルでありうる変形可能な材料で、満たされる。占有されていないボリューム内を変形可能な材料を満たすために、ゲル又は流体を供給するソースに接続されることができる管状インレット２０３が提供される。装置１０１は更に、整合媒質を入れるために、例えば空気のような気体を占有されていないボリュームから逃がすアウトレット２０４を有する。

ソース２０３は更に、例えばイメージングセッションの後に整合媒質がもはや必要でなくなると、整合媒質を装置１０１から逃がすドレインとして使用されることができる。本発明の例示の実施形態によれば、整合媒質は、関心対象と壁２０２との間の空いた空間内には満たされないが、内側壁（例えば図５の参照数字５０６を参照）及び外側壁２０２によって形成されるコンパートメント内部に満たされる。

この場合、接着剤２０１は必要でない。

図３は、本発明の例示の実施形態によるイメージングシステム３００を示す。女性患者３０１は、患者乳房３０９上に本発明によるインタフェース装置１００を装着する。イメージングシステム３００は、乳房が装置１０１内に収容されている間、患者の乳房に圧力を印加するための２つの押圧表面又は押圧プレート３０１、３０２を有する。

図３に示される装置３００は、光学イメージングのために使用されることもできる。患者乳房をイメージングする際に使用されるべきエネルギーを生成するエネルギー源３０８が、押圧表面３０２に結合される。エネルギー源３０８によって生成されるエネルギーは、例えば光学エネルギー、又はＸ線又は超音波エネルギーでありうる。例えば女性乳房である関心対象をイメージングするための１つの技法は、拡散光学トモグラフィである。別の技法は、位相コントラストＸ線イメージングである。

光学トモグラフィの場合、エネルギー源３０８は、エネルギーガイド３０７を使用して押圧表面３０２に結合される。エネルギー源３０８によって生成されるエネルギーは、押圧表面３０２に結合されることができ、それゆえ、両方向矢印３０６によって示されるようなさまざまな位置において患者の乳房に結合されることができる。装置１０１は、エネルギー源３０８からのエネルギーが受け器を通過し、そこから関心対象に入っていくように構成されることができる。同様に、エネルギーは、検出される前に、受け器を出ることができる。装置１０１から出るエネルギーは、押圧プレート３０１を通過し、通過後、検出ユニット３０４を使用して検出される。検出ユニット３０４は、エネルギーガイド３０３を使用して押圧表面３０１に結合される。検出されたエネルギーに基づいて、乳房の内部の画像が、画像再構成ユニット３０５を使用して再構成される。

イメージングシステム３００によって検出される吸収情報に加えて、位相情報もまた測定されることができ、従って、検出ユニット２０５において同様に実現される干渉計が使用される。

位相情報及び吸収情報の両方が、最終的な画像を再構成するために使用されることができる。しかしながら、位相情報又は吸収情報から単独で最終画像を再構成することも可能である。

更に、それぞれ異なる画像が再構成されることができ、１つの画像は、位相情報に基づいて、もう１つの画像は、吸収情報に基づいて、第３の画像は、吸収情報及び位相情報に基づいて再構成される。

図４は、本発明の別の例示の実施形態によるイメージングシステムを示す。イメージングシステムは、圧力プレート３０１、３０２の間のインタフェース装置１００内に位置する関心対象に向けてＸ線ビームを放出するＸ線源４０１を有する。

２つの圧力プレートの反対の側には、関心対象を通過したＸ線ビームを検出する放射線検出器（Ｘ線検出器）４０２が位置する。検出器は、トールボット干渉計（４０８）を有する。

Ｘ線源４０１及び検出器４０２の両方は、それぞれデータ送信線４０５、４０６を介して、計算及び制御ユニット４０３に接続される。更に、データライン４０７を通じて、入力及び出力装置４０４が提供される。入力及び出力装置４０４は、イメージングシステム４００を制御するための制御情報を入力するために使用されることができ、最終的な画像に関する視覚情報を出力するためにも使用されることができる。

図５は、左側に、２つの押圧プレート又は押圧プレート３０１、３０２が女性乳房３０９を押圧するために互いの方へ移動される押圧ジオメトリを示す。左及び右矢印５０１、５０２は、位相回復が可能である横方向視野の境界を示す。この横方向視野は、押圧された乳房３０９が２つのプレート３０１、３０２と接触するレンジに制限される。

中央の画像は、本発明によるインタフェース装置によって少なくとも部分的に囲まれる女性乳房３０９（又はイメージングされるべき任意の他の関心対象）を示す。インタフェース装置１００は、内側シート材料５０６及び外側シート材料２０２（右の画像を参照）によって規定されるコンパートメント５０７を有する。コンパートメントは、関心対象の複素屈折率と同程度の複素屈折率を有する変形可能な材料（例えばゲル又は流体）で満たされる。

上側圧力プレート３０１は、両矢印５０３に沿って、上方及び下方に移動されることができる。

図５の右の画像において分かるように、ゲル又は流体が、左側及び右側の矢印５０４、５０５によって示されるように、インタフェース装置の押圧後、横方向視野に延在する。

従って、押圧ジオメトリにおけるＸ線位相コントラストマンモグラフィのための横方向視野が、増大されることができる。

図６は、本発明の例示の実施形態による方法のフローチャートを示す。ステップ６０１において、インタフェース装置が、イメージングされるべき関心対象の周囲に少なくとも部分的に配置される。ステップ６０２において、圧力が、インタフェース装置に印加され、ゆえに、関心対象に印加され、それにより、圧力が印加される領域から辺縁部の方へ、変形可能な材料を押しのける。ステップ６０３において、電磁放射線が、放射線源から関心対象に向けて放出される。放射線源は、十分に正確な位相データが取得され解析されることができるように、コヒーレント放射線源でありうる。

次に、ステップ６０４において、関心対象の画像データが、トールボット干渉計装置を使用することによって取得される。

「含む、有する」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、「a」又は「an」は、複数性を除外しないことに注意すべきである。更に、それぞれ異なる実施形態に関連して記述された構成要素は組み合わせられることができる。

請求項における参照符号は、請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでないことに注意すべきである。

Claims (15)

1. 関心対象の位相コントラストイメージングのためのインタフェース装置であって、
   変形可能な材料を含むコンパートメントを有し、
   前記変形可能な材料は、前記関心対象の第２の複素屈折率に対応する第１の複素屈折率を有し、
   前記コンパートメント及び前記変形可能な材料は、画像データ取得が実施される際、圧力が印加される前記コンパートメントの領域から前記変形可能材料が押しのけられるように、適応される、インタフェース装置。
2. Ｘ線位相コントラストマンモグラフィにおける辺縁部イメージングのために適応され、前記関心対象がヒト乳房である、請求項１に記載のインタフェース装置。
3. 前記インタフェース装置が、ブラジャの形に適応される、請求項１に記載のインタフェース装置。
4. 前記変形可能な材料は、流体及びゲルの一方である、請求項１に記載のインタフェース装置。
5. 前記第１の複素屈折率は、前記第２の複素屈折率と同程度である、請求項１に記載のインタフェース装置。
6. 前記コンパートメントは、前記ブラジャが弛緩した状態にある場合にヒト乳房の形状を有するように設計されるシート材料の２つの層によって形成される、請求項３に記載のインタフェース装置。
7. 画像データ取得の間、前記変形可能な材料は、前記関心対象の辺縁領域がイメージングされることができるように、前記関心対象の側方領域へ向けて押される、請求項２に記載のインタフェース装置。
8. マンモグラフィイメージングシステムであって、
   ヒト乳房の位相コントラストイメージングのためのインタフェース装置と、
   イメージング装置と、を有し、
   前記インタフェース装置は、ブラジャとして適応されるとともに、変形可能な材料を含み、前記変形可能な材料は、前記乳房の第２の複素屈折率に対応する第１の複素屈折率を有し、前記変形可能な材料は、画像データ取得が実施される際、圧力が印加される前記インタフェース装置の領域から前記変形可能な材料が押しのけられるように適応され、
   前記イメージング装置は、前記関心対象に向けて放射線ビームを放出する放射線源と、前記放射線が前記関心対象を通過した後、前記放射線の位相を検出する放射線検出器と、第１の押圧プレートと、第２の押圧プレートと、を有し、画像データ取得の間、前記第１及び前記第２の押圧プレートは、前記圧力を前記ブラジャの前記領域に印加するように適応される、イメージングシステム。
9. 前記検出器は、前記関心対象を通過した後の前記放射線の位相情報を決定するトールボット干渉計を有する、請求項８に記載のイメージングシステム。
10. 前記関心対象による前記放射線の吸収を決定するように適応される、請求項９に記載のイメージングシステム。
11. 前記決定された位相情報及び前記決定された吸収の両方に基づいて、前記関心対象の画像を再構成するように適応される、請求項１０に記載のイメージングシステム。
12. 関心対象の位相コントラストイメージング方法であって、
    前記関心対象の周囲に少なくとも部分的にインタフェース装置を配するステップであって、前記インタフェース装置は、変形可能な材料を含み、前記変形可能な材料は、前記関心対象の第２の複素屈折率に対応する第１の複素屈折率を有し、前記変形可能な材料は、画像データ取得が実施される際、圧力が印加される前記インタフェース装置の領域から前記変形可能な材料が押しのけられるように、適応される、ステップと、
    前記インタフェース装置上に圧力を印加し、それにより、前記圧力が印加される前記領域から前記変形可能な材料を押しのけるステップと、
    前記関心対象に向けて放射線を放出するステップと、
    前記関心対象から画像データを取得するステップと、
    を含む方法。
13. 前記変形可能な材料を押しのける前記ステップは、横方向スキャンレンジの増加及びゆえに前記関心対象の増大された画像を与える、請求項１２に記載の方法。
14. 前記放出された放射線はＸ線放射線である、請求項１２に記載の方法。
15. 画像取得が、トールボット干渉計装置において実施される、請求項１２に記載の方法。

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