JP2021164641A - マンモグラフィにおけるユーザおよび/または患者の経験の改善のための方法およびシステム - Google Patents

マンモグラフィにおけるユーザおよび/または患者の経験の改善のための方法およびシステム Download PDF

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Abstract

【課題】マンモグラフィにおけるユーザおよび/または患者の経験の改善のための方法およびシステムを提供する。
【解決手段】マンモグラフィおよび画像ガイド介入手順中の乳房位置決め支援のための様々な方法およびシステムが提供される。一例では、視覚システムを利用して、患者位置、乳房位置、および乳房の解剖学的構造のうちの1つまたは複数を評価して、患者および乳房が所望のビューおよび撮像手順に好ましい所望の位置に調整されているかどうかを判定する。さらに、評価に基づいて、X線画像を取得する前に、リアルタイムフィードバックを提供して、ユーザが乳房および/または患者を配置するようにガイドすることができる。
【選択図】図1A

Description

本明細書に開示する主題の実施形態は、マンモグラフィおよび生検手順、より具体的には、マンモグラフィおよび乳房生検手順中のワークフローおよびユーザ/患者の経験の改善のための乳房位置決め支援に関する。
マンモグラフィは、乳房の1つまたは複数の癌を検出するための医用撮像手法である。マンモグラフィ画像(マンモグラムとも呼ばれる)の正確な解釈および乳癌の検出は、高品質のマンモグラムの生成に依存している。マンモグラムの品質に影響を与える重要な要素は、乳房の位置決めである。乳房を適切に位置決めしないと、マンモグラフィのアーチファクトおよび組織の排除が発生し、その結果、癌を見逃す可能性がある。技術者のトレーニングと経験のレベルは、画質に大きな影響を与える可能性がある。例えば、訓練および/または経験が少ない/中程度の技術者は、乳房を適切に位置決めできない可能性があり、その結果、リコール率や癌の見逃しが高くなる可能性がある。
さらに、位置評価のための以前の手法は、取得されたX線画像をレビューする技術者を含む。その結果、患者が適切に位置決めされていなくても、放射線量が患者に照射される。X線画像のレビュー中であっても、一部の技術者はX線画像を正しく評価しない場合があり、これにより、リコール率が増加し、診断の信頼性が低下する。
米国特許出願公開第2018/0140270号明細書
一実施形態では、X線マンモグラフィシステムのための方法は、X線マンモグラフィシステムに結合された1つまたは複数のカメラを使用する視覚検出を介して、患者の患者位置、患者の部分像、および患者の乳房の解剖学的構造のうちの1つまたは複数を評価するステップと、評価に基づいて、患者位置決め誤差および乳房位置決め誤差のうちの1つまたは複数を検出するステップと、マンモグラフィシステムのユーザインターフェースを介して、検出に基づいてユーザにリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含む。このように、視覚検出システムを利用して、乳房位置をリアルタイムで評価し、リアルタイムでフィードバックを提供して、技術者が乳房を位置決めして高品質の画像を実現するように導くことができる。視覚検出に基づいて技術者を導くことにより、適切な位置決めのためのリアルタイムのガイダンスを提供することができ、その結果、位置決めが改善され、高品質の画像が得られ、その結果、癌検出の感度が向上する。
以上の簡単な説明が、詳細な説明においてさらに説明される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供されていることを、理解されたい。特許請求される主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することは意図されておらず、その主題の範囲は詳細な説明に続く特許請求の範囲によって一義的に定義される。さらに、特許請求される主題は、上記のまたは本開示の任意の部分に記載の欠点を解決する実施態様に限定されない。
本開示は、添付の図面を参照しながら、以下の非限定的な実施形態の説明を読むことからよりよく理解されるであろう。
本開示の一実施形態による、視覚検出システムを含むマンモグラフィシステムの概略図である。 本開示の一実施形態による、乳房位置および乳房形態のうちの1つまたは複数を検出するための、視覚センサを含むマンモグラフィシステムの一部の正面図の概略図である。 本開示の一実施形態による、視覚センサを含む図1Bのマンモグラフィシステムの斜視図の概略図である。 本開示の一実施形態による、図1Bのマンモグラフィシステムのガントリーの一部の拡大斜視図の概略図であり、乳房位置および乳房形態のうちの1つまたは複数を検出するための視覚センサの例示的な位置決めを示している。 本開示の一実施形態による、視覚監視システムを含むマンモグラフィシステムのブロック図であり、視覚システムによって検出された複数の対象物と、検出された対象物に基づいて制御される複数のアクチュエータと、を示す。 本開示の一実施形態による、動作モードに基づいて、乳房位置、患者位置、ユーザ位置、およびユーザ形態のうちの1つまたは複数を評価するための方法を示す高レベルフローチャートである。 本開示の一実施形態による、マンモグラフィ中に乳房位置および患者位置を評価し、マンモグラフィ画質を改善するために乳房位置および患者位置を調整するためのリアルタイムフィードバックを提供するための方法を示す高レベルフローチャートである。 図4Aの続きである。 本開示の一実施形態による、デジタル乳房トモシンセシス(DBT)中に乳房位置および乳房形態を評価し、DBT画質を改善するために乳房位置および患者位置を調整するためのリアルタイムフィードバックを提供するための方法を示す高レベルフローチャートである。 本開示の一実施形態による、X線システムの角度範囲内の選択された角度でDBT撮像中に乳房位置および患者位置を評価し、DBT画質を改善するために乳房位置および患者位置を調整するためのリアルタイムフィードバックを提供するための方法を示す高レベルフローチャートである。 本開示の一実施形態による、マンモグラフィシステムに結合された1つまたは複数の視覚センサで得られた1つまたは複数のカメラ画像からグレアを低減するための方法を示す高レベルフローチャートである。 本開示の一実施形態による、X線マンモグラフィシステムのX線源および頭尾(CC)ビュー評価のための視覚センサの例示的な位置決めを示す図である。 本開示の一実施形態による、X線マンモグラフィシステムのX線源および中外側斜位(MLO)ビュー評価のための視覚センサの例示的な位置決めを示す図である。
以下の説明は、マンモグラフィおよび生検手順のためのX線システムの様々な実施形態に関する。X線システムの例示的な実施形態が図1Aに示され、これは、各手順に関連する1つまたは複数の付属品、手順に関与する身体部分、システムを取り巻く環境内の1つまたは複数の対象物、患者、およびユーザを検出するための1つまたは複数のカメラを含む視覚システムを含む。検出に基づいて、視覚システムを含むX線システムは、乳房形態、乳房位置、患者形態、患者位置、ユーザ形態、およびユーザ位置のうちの1つまたは複数を評価することができる。乳房位置を評価するための視覚システムの例示的な実施形態が図1Bに示されている。具体的には、視覚システムは、カメラの視野がX線の視野とアライメントするようにX線システムのガントリーに結合されたカメラを含んでもよい。カメラの例示的な位置は、図1Cおよび図1Dにさらに示されている。カメラを含む視覚システムによって検出された1つまたは複数の対象物および動作、ならびに検出された1つまたは複数の対象物および動作に基づいて調整されたX線システムの1つまたは複数のアクチュエータのブロック図が図2に示されている。図3の高レベルフローチャートで示されているように、X線マンモグラフィシステムのコントローラは、X線システムの動作モードに基づいて、乳房位置および乳房形態、患者位置および患者形態、ならびにユーザ位置およびユーザ形態のうちの1つまたは複数を評価するように構成されてもよい。具体的には、視覚システムは、患者位置および乳房位置をそれぞれ評価するために利用される少なくとも第1の視覚センサおよび第2のセンサを含んでもよい。CCビューおよびMLOビューのX線源に対する第2の視覚センサの例示的な位置が、それぞれ図8Aおよび図8Bに示されている。さらに、コントローラは、図4Aおよび図4Bで説明するように、X線システムに対する乳房位置および患者位置を評価し、マンモグラフィ手順中にユーザにリアルタイムフィードバックを提供するための命令を含んでもよい。さらに、乳房位置および患者位置の評価のための例示的な方法、およびDBT中の乳房位置調整のためのリアルタイムフィードバックが図5および図6に記載されている。さらに、コントローラは、図7に示すように、視覚システムで取得された1つまたは複数のカメラ画像の関心領域内のグレアを低減するための命令を含んでもよい。
マンモグラフィやDBT撮像手順などの撮像手順中に、およびDBTガイド生検、CESM生検、定位生検などの画像ガイド介入手順中に、乳房位置決めは、乳房の様々な領域を示す高品質の画像を取得する上で重要な役割を果たす。さらに、ビューによっては、位置決めの目印のいくつかが異なる場合がある。通常、乳房が高品質のマンモグラムを提供するように配置されているかどうかの判断は、マンモグラムが取得されるまで行うことができない。本明細書の本発明者らは、上記の問題を特定し、取得を開始する前に乳房位置決めを改善するための方法およびシステムを提供する。特に、撮像の前に乳房位置および患者身体位置を評価し、乳房および患者の位置決めを改善するためのリアルタイムフィードバックを提供するための方法およびシステムが提供される。一実施形態では、患者身体位置を評価するために使用される第1の視覚センサは、患者およびX線システムの画像をキャプチャし、乳房位置を評価するために使用される第2の視覚センサは、圧迫された乳房画像をキャプチャする。次に、第1および第2の視覚センサから取得したカメラ画像は、人工知能(AI)ベースの画像処理モデルに入力され、このモデルは、入力されたカメラ画像を評価して、所望の乳房位置決めフレームワーク(すなわち、ビューに基づいて乳房の解剖学的目印を含む)、さらに患者位置を評価し、ユーザインターフェースを介して、患者位置と乳房位置の修正の1つまたは複数について技術者/ユーザにリアルタイムフィードバックを提供する。マンモグラフィシステムを用いた撮像のために乳房位置を改善するために、患者位置および乳房位置のうちの1つまたは複数を評価することの詳細は、以下でさらに説明される。
図1Aを参照すると、例示的な実施形態によるマンモグラフィ手順を実行するためのX線システム10を含むマンモグラフィシステム100が示されている。X線システム10は、デジタル乳房トモシンセシス(「DBT」)システムなどのトモシンセシスシステムであってもよい。X線システム10を使用して、デジタルトモシンセシス撮像、およびDBTガイド乳房生検を含む1つまたは複数の手順を実施することができる。さらに、X線システム10を利用してマンモグラフィ撮像手順を実行することができ、乳房の頭尾(CCビュー)および中外側斜位(MLOビュー)を含む1つまたは複数のビューが得られる。X線システムはさらに、CESMを含む他のX線スクリーニングおよび画像診断手順、ならびに造影剤増強DBT(CE−DBT)画像診断、およびCESMガイド生検および定位手順を含む介入手順を実行するために使用されてもよい。
X線システム10は、放射線源16、放射線検出器18、およびコリメータ20が取り付けられた支持構造体42を含む。放射線源16は、支持構造体42に移動可能に結合されたガントリー15内に収容されている。特に、ガントリー15は、放射線源16を含むガントリー15が放射線検出器18に対して軸58の周りを回転できるように、支持構造体42に取り付けられてもよい。放射線源16を収容するガントリー15の回転角度範囲は、検出器18の水平な検出面に垂直な垂直軸の周りのいずれかの方向への所望の程度までの回転を表す。例えば、放射線源16の回転角度範囲は、−θから+θであってもよく、ここで、θは、角度範囲が360度未満の限定された角度範囲であってもよい。例示的なX線システムは、±11度の角度範囲を有してもよく、これは、ガントリーの回転軸を中心に−11度から+11度までのガントリーの回転(すなわち、放射線源の回転)を可能にしてもよい。角度範囲は、製造仕様によって異なってもよい。例えば、DBTシステムの角度範囲は、製造仕様に応じて、約±11度から±60度であってもよい。
放射線源16は、撮像されるボリュームまたは対象物に向けられ、1つまたは複数の画像を取得するために所望の時間に放射線を放出するように構成される。放射線検出器18は、表面24を介して放射線を受け取るように構成される。検出器18は、X線検出器、デジタルラジオグラフィ検出器、またはフラットパネル検出器などの様々な異なる検出器のいずれか1つであってもよい。コリメータ20は、放射線源16に隣接して配置され、撮像される対象物の被照射ゾーンを調整するように構成される。
いくつかの例示的な実施形態では、システム10は、患者の身体部分(例えば、頭部)が放射線に直接さらされることがないように、フェイスシールドレール38を介して放射線源16に取り付けられた患者シールド36をさらに含むことができる。システム10は、垂直軸60に沿った支持構造体42に対して上下に移動することができる圧迫パドル40をさらに含むことができる。したがって、圧迫パドル40を、圧迫パドル40を検出器18に向かって下向きに動かすことによって放射線検出器18のより近くに位置するように調整することができ、検出器18と圧迫パドル40との間の距離を、圧迫パドルを検出器から遠ざかるように垂直軸60に沿って上向きに動かすことによって増加させることができる。圧迫パドル40の動きは、X線システム10に含まれる圧迫パドルアクチュエータ(図示せず)を介してユーザによって調整されてもよい。圧迫パドル40は、乳房などの身体部分を、放射線検出器18の表面24に対して所定の位置に保持することができる。圧迫パドル40は、身体部分を圧迫し、身体部分を所定の位置に保持しながら、任意選択で、コア針または真空補助コア針などの生検針の挿入を可能にする開口部を提供することができる。このようにして、圧迫パドル40を利用して、身体部分を圧迫し、X線が横切る厚さを最小限に抑えて、患者の動きによる身体部分の動きを減らすのに役立つことができる。X線システム10はまた、身体部分が位置決めされ得る対象物支持体(図示せず)を含んでもよい。
マンモグラフィシステム100は、少なくとも1つのプロセッサおよびメモリを含むコントローラ44を備えるワークステーション43をさらに含むことができる。コントローラ44は、放射線源16、放射線検出器18、圧迫パドル40、および生検装置のうちの1つまたは複数を含む、X線システム10の1つまたは複数の構成要素に通信可能に結合されてもよい。一実施形態では、コントローラとX線システム10との間の通信は、無線通信システムを介してもよい。他の例示的な実施形態では、コントローラ44は、ケーブル47を介してX線システムの1つまたは複数の構成要素と電気的に通信することができる。さらに、例示的な実施形態では、図1Aに示すように、コントローラ44は、ワークステーション43に統合される。他の例示的な実施形態では、コントローラ44は、上記で開示されたシステム10の様々な構成要素の1つまたは複数に統合されてもよい。さらに、コントローラ44は、格納されたプログラムロジックを実行する処理回路を含んでもよく、X線システム10で使用される様々なタイプの機器および装置に利用可能であり、それらと互換性のある様々なコンピュータ、プロセッサ、コントローラ、またはそれらの組み合わせのいずれか1つであってもよい。
ワークステーション43は、放射線源16によって放出された放射線からシステム10のオペレータを保護する放射線シールド48を含んでもよいワークステーション43は、ディスプレイ56、キーボード52、マウス54、および/またはユーザインターフェース50を介したシステム10の制御を容易にする他の適切なユーザ入力デバイスをさらに含んでもよい。
さらに、X線システム10は、システム10の制御を容易にし、視覚システムおよびX線システム10の1つまたは複数によってキャプチャされた1つまたは複数の画像を表示するための適切な入力機能を有する第2の表示部分を備えた第2のユーザインターフェースを含む第2の制御ステーション(図示せず)を含んでもよい。第2の制御ステーションは、X線システムの近くに配置することができ、X線システム10に(有線または無線で)結合することができる。具体的には、第2の制御ステーションは、ユーザが乳房および/または患者の位置を調整しながら、第2の表示部分および/または第2のユーザインターフェースを見ることができるように位置決めされ得る。したがって、第2の制御ステーションの位置決めにより、ユーザが、リアルタイムのカメラフィードバックを同時に見ながら、患者および/または乳房の位置を調整することができ得る。例示的な第2の制御ステーションが図1Bおよび図1Cに示されている。
コントローラ44は、そのプロセッサおよびコントローラを介して、X線システム10の動作および機能を調整することができる。一例として、コントローラ44は、X線源16がいつX線を放出するかに関してタイミング制御を提供することができ、X線が検出器18に入射した後の検出器18による情報または信号の読み取りおよび伝達のやり方、ならびにX線源16および検出器18のお互いに対する移動および身体部分に対する移動のやり方を、さらに調整することができる。コントローラ44はまた、画像42および動作中に取得されたデータを含む情報が、どのように処理、表示、格納、および操作されるかを制御することができる。1つまたは複数のセンサから1つまたは複数の信号を受信し、ユーザ入力を受信し、受信した信号/入力を評価し、画像処理し、再構成誤差を決定し、誤差表示を含む動作パラメータを出力し、X線システムの動作を制御するためにX線システムの1つまたは複数のアクチュエータを調整することを含み、コントローラ44によって実行される種々の処理ステップが、プロセッサの非一時メモリに格納された一組の命令によって提供され得る。情報はまた、後で検索および使用するために、コントローラ44の1つまたは複数の非一時的なメモリに格納されてもよい。
さらに、上述のように、放射線検出器18は、放射線源16によって放出された放射線を受け取る。特に、X線システムによる撮像の間、撮像している身体部分の投影画像が検出器18で取得され得る。いくつかの例示的な実施形態では、放射線検出器18によって受け取られた投影画像データなどのデータは、放射線検出器18からコントローラ44に電気的および/または無線で通信され得る。次に、コントローラ44は、例えば、再構成アルゴリズムを実装することによって、投影画像データに基づいて1つまたは複数のスキャン画像を再構成することができる。再構成された画像は、ディスプレイ画面56を介してユーザインターフェース50上でユーザに表示され得る。
放射線源16は、放射線検出器18と共に、異常のスクリーニング、診断、動的撮像、および画像ガイド生検の1つまたは複数の目的のためにX線画像を提供するX線システム10の一部を形成する。例えば、X線システム10は、異常をスクリーニングするためにマンモグラフィモードで動作することができる。マンモグラフィの間、患者の乳房は、検出器18と圧迫パドル40との間に配置され、圧迫される。したがって、圧迫パドル40と検出器18とのX線システム10のボリュームが撮像ボリュームである。次に、放射線源16は、圧迫された乳房に放射線を放出し、乳房の投影画像が検出器18上に形成される。次に、投影画像は、コントローラ44によって再構成され、インターフェース56上の表示部分50を介して表示され得る。
マンモグラフィの間に、ガントリー15を様々な角度に調整して、頭尾(CC)画像および中外側斜位(MLO)ビューなどの様々な向きでの画像を取得することができる。さらに、マンモグラフィビュー(例えば、CCおよびMLOビュー)を取得する間、ガントリー15、圧迫パドル40、および検出器18は、軸58を中心に単一のユニットとして回転され得る。他の例では、ガントリー15を軸58を中心にして回転させることができる一方で、圧迫パドル40および検出器18は静止したままである。
さらに、X線システム10は、デジタル乳房トモシンセシス(DBT)を実行するためのトモシンセシスモードで動作することができる。トモシンセシスの間、X線システム10は、X線システム10の角度範囲にわたって様々な角度で撮像ボリューム(圧迫パドル40と検出器18との間)に向けて低線量放射線を向けるように動作され得る。具体的には、トモシンセシスの間、マンモグラフィと同様に、乳房が圧迫パドル40と検出器18との間で圧迫される。次に、放射線源16が−θから+θに回転され、圧迫された乳房の複数の投影画像が、角度範囲にわたって一定の角度間隔で取得される。例えば、X線システムの角度範囲が±11度の場合には、ガントリーの角度掃引中に約1度ごとに1個ずつ、22個の投影画像が検出器によってキャプチャされ得る。次に、複数の投影画像は、コントローラ44によって処理されて、複数のDBT画像スライスを生成する。処理は、乳房の3次元DBT画像を再構成するための1つまたは複数の再構成アルゴリズムの適用を含むことができる。
さらに、X線システム10は、DBTガイド生検手順を実行するように構成することができる。したがって、いくつかの例示的な実施形態では、システム10は、さらなる分析のために組織サンプルを抽出するための生検針を備える生検装置(図示せず)をさらに含んでもよい。
例示的な一実施形態では、生検装置は、X線システム10の検出器18の上に配置された生検テーブル(図示せず)を含んでもよい。例えば、生検テーブルは、検出器18上をスライドするように構成されてもよい。生検装置のセットアップ中に、ユーザは、X線システム10の圧迫パドル40を取り外し、生検テーブルを検出器18上にスライドさせることができる。生検装置をX線システム10に配置するとき、生検の種類に応じて、水平アプローチ生検プレート(開口なし)または垂直アプローチ生検プレート(開口あり)などの適切な生検用圧迫パドル(図示せず)を選択して、X線システム10に結合させることができる。
生検装置は、生検ツールディスプレイを有する生検ツールインターフェースをさらに含んでもよい。生検ツールインターフェースは、通信ポートを介して生検テーブルに結合することができる。一実施形態では、生検ツールインターフェースは、X線システムコントローラ44と通信可能に結合されてもよく、したがって、ユーザは、ガントリーをパーク位置に調整するなど、生検ツールインターフェースを介してX線システムの位置を調整することが可能であってもよい。他の実施形態では、生検ツールインターフェースは、X線システムコントローラ44との間で情報を送受信する生検装置コントローラに結合されてもよい。それに加えてまたはその代わりに、いくつかの他の実施形態では、生検装置の調整および制御が、X線システムコントローラ44の生検装置制御モジュールによって実行されてもよい。
生検装置は、生検テーブルに直接結合され得る生検ツールを含んでもよい。生検ツールは、生検ガンを取り付けるための生検ガンホルダーを含んでもよい。さらに、生検ガンホルダーは、生検針の位置を調整するための機械式ストップを含んでもよい。生検針は、外側カニューレ、その中に配置された内側カニューレ、および生検病変またはターゲットから組織の一部を受け入れるための開口部を含んでもよい。カニューレは、外側カニューレが内側カニューレ上をスライドまたは回転するように構成されている、および/または内側カニューレが外側カニューレ内でスライドまたは回転するように構成されている切断装置を形成する。
生検中、針を挿入する前に、乳房は圧迫パドル(図示せず)とテーブルの上面との間に配置される。いくつかの例では、乳房スペーサを表面に配置し、乳房を圧迫パドルとスペーサとの間に配置し、圧迫パドルを表面に向かって動かすことによって圧迫することができる。乳房を配置すると、生検のターゲットを特定するために、圧迫された乳房をその角度範囲にわたって様々な角度でX線システム10でスキャンすることによって、ターゲット画像の第1のセットが取得される。ターゲット画像の第1のセットは、3次元画像(DBT画像)またはX線システムの取得から再構成された2次元フルフィールドデジタルマンモグラフィ画像であってもよい。ユーザは、画像の第1のセットからターゲット位置を選択することによって、関係する領域を特定し、生検のターゲット位置を特定することができる。ターゲット位置は、圧迫パドルと生検テーブルの表面またはスペーサ(使用されている場合)との間のDBTボリューム内のx、y、およびz座標によって特定され得る。ユーザによって選択されたターゲット位置座標に基づいて、生検装置コントローラは、針が生検ガンを介して圧迫された乳房に挿入されるときに、針先がターゲット位置に対して所望の位置(プレファイア位置と呼ばれる)に達すると針の動きが停止するように、生検ガンホルダーの機械式ストップの位置を調整することができる。本実施例は、生検装置コントローラによる生検装置の調整を示しているが、いくつかの実施形態においては、X線システムコントローラ44が生検装置の制御を指令してもよいことを、理解できるであろう。
ひとたび生検ツールおよび生検ガンがターゲット位置に位置すると、ユーザ/放射線科医は、針を機械式ストップに達するまで生検ガンを通って打ち込むことができる。完全に挿入されると、針は発射前の位置(すなわち、針のノッチが病変の前にあり、穿刺する位置)になる。続いて、生検針が発射前の位置にある第2の画像セットが得られる。次に、ユーザは、生検ガンを介して生検針の発射を開始することができる。生検針が発射されると、吸引および/または内側および外側のカニューレによって形成される切断機構を使用することによって、少なくとも1つの生検サンプルが患者の乳房などの身体部分から除去され得る。サンプルは、生検手順からの各サンプルの順序または位置を描写するために、個々の予めラベル付けされたチャンバを備えた収集チャンバに結合された吸引チューブを吸引することによって移動される。位置識別および/または順序識別を可能にする各サンプルにラベルを付ける代替手段もまた採用され得る。さらに、針の発射後に、針が発射後の位置にある第3のセットの画像を取得することができる。
マンモグラフィシステム100は、マンモグラフィシステム100の1つまたは複数の構成要素および付属品を検出するための1つまたは複数の視覚センサをさらに含むことができる。図1Aに示すように、1つまたは複数の視覚センサは、第1の視覚センサ101およびワークステーション視覚センサ102を含んでもよい。第1の視覚センサ101は、X線システム10に関連する1つまたは複数の構成要素および付属品を検出するように構成され得る。さらに、第1の視覚センサ101のいずれかは、1つまたは複数のユーザおよび患者の形態および動作を検出するように構成され得、一方、ワークステーション視覚センサ102は、ワークステーションでのユーザの位置および/または行動を監視するために利用され得る。この例は、マンモグラフィシステム100の視覚検出を実施するための2つのカメラを示しているが、以下でさらに説明するように、視覚システムは、追加のカメラまたはより少ないカメラを含んでもよいことが理解されよう。さらに、1つまたは複数の視覚センサは、X線システム10に結合された第2の視覚センサ(図1Aには示されていない)を含んでもよい。第2の視覚センサは、撮像ボリューム内の圧迫された乳房のカメラ画像をキャプチャするために利用され得る。したがって、第2の視覚センサで取得されたカメラ画像は、X線投影画像を取得する前に乳房位置を評価するために利用され得る。乳房位置評価のための第2の視覚センサの位置および調整の詳細は、以下の図1B、図1C、および図1Dに記載されている。
X線システム150の視野に関して乳房位置および乳房形態を監視するためのカメラを含む視覚システムの例示的な実施形態が、図1Bに示されている。具体的には、第2の視覚センサ154を含む視覚センサシステム153が示されている。X線システム150は、図1Aで説明したX線システム10に類似しており、したがって、簡潔にするために、類似の構成要素および要素の説明はここでは繰り返されない。簡単に言えば、X線システム150は、放射線源160、放射線検出器168、および支持構造体170に結合されたコリメータ(図示せず)を含むガントリー158を含む。X線システム150は、乳房などの身体部分を放射線検出器168の上面に対して所定の位置に保持するための圧迫パドル164をさらに含む。圧迫パドル164は、ガントリー158の支持レール172に結合することができ、支持レールに沿って、放射線検出器168から離れる方向に向かって上方および下方に移動可能である。ガントリー158および圧迫パドル164の動きは、X線システム150に通信可能に結合された、図1Aのコントローラ44などのコントローラ(図示せず)からの信号に基づいて、それぞれのアクチュエータを介して制御され得る。ガントリー158は、支持構造体の垂直軸の周りで時計回りおよび反時計回りに所望の程度まで回転することができる。ガントリー158の回転運動は、両端矢印186によって示されている。さらに、ガントリーの高さは、両端矢印185によって示されるように、ガントリー158を垂直に上下に動かすことによって調整することができる。
第2の視覚センサ154は、第2の視覚センサ154の視野がX線システム150の視野に対して、特にガントリー158内に位置する放射線源に対してアライメントするように、ガントリー158に結合することができる。第2の視覚センサ154は、X線システム150によって実行されるマンモグラフィ撮像、DBT撮像、または画像ガイド生検などの手順中に、患者の乳房位置および乳房の解剖学的目印を監視するために使用され得る。一例では、第2の視覚センサ154は、深度情報をRGB色情報と組み合わせるRGB−Dカメラとして構成されてもよい。さらに、第2の視覚センサ154は、X線システム150のコントローラに通信可能に結合され得、第2の視覚センサ154によってキャプチャされた1つまたは複数のカメラ画像およびカメラ画像シーケンスは、コントローラの非一時的メモリに記憶され得る。さらに、第2の視覚センサ154は、動きおよび/または動作をキャプチャするように構成され得る。例えば、ある期間にわたる一連のカメラ画像を取得することができ、これを動作認識に使用することができる。
いくつかの実施形態では、第2の視覚センサ154は、圧迫された乳房位置に加えて、患者の一部分を監視および評価するように配置されてもよい。すなわち、第2の視覚センサはまた、患者の一部分(例えば、患者の肩)をキャプチャするために使用されてもよく、したがって、圧迫された乳房のビューに加えて、患者の部分的なビューを提供してもよい。
いくつかの実施形態では、第2の視覚センサは、圧迫パドル、検出器、および圧迫された乳房を含む撮像ボリュームが第2の視覚センサ154を介して視覚化されるように配置され得ることが理解されよう。
まとめると、第2の視覚センサ154は、(例えば、視覚センサ154の位置を調整することによって)撮像ボリューム(圧迫パドル、検出器、および圧迫された乳房を含む)、撮像ボリュームとマージンボリューム、および撮像ボリュームと患者の一部分のうちの1つまたは複数を表示および/またはキャプチャするように調整することができる。
さらに、X線システム150は、システム150の制御を容易にし、視覚システム153およびX線システム150の1つまたは複数の画像によってキャプチャされた1つまたは複数の画像を表示するための適切な入力機能を有する第2の表示部分196を有する第2のユーザインターフェース195を含む第2の制御ステーション194を含んでもよい。第2の制御ステーション194は、X線システム150の近くに配置することができ、X線システム10に結合して示されている。本明細書で説明するように、患者位置、乳房位置、およびX線システムの位置(例えば、ガントリーの位置)のうちの1つまたは複数を調整するためのリアルタイムフィードバックは、第2の制御ステーション194を介してユーザに提供され得る。すなわち、第2のユーザインターフェース195の第2のディスプレイ196を介して。このようにして、乳房位置および/または患者位置を調整している間、ユーザは、第2のユーザインターフェース195の第2の表示部分195を介してフィードバックを容易に見ることができる。したがって、X線システム150の近くに第2の制御ステーション194を配置することにより、ユーザは、リアルタイムのカメラフィードバックを同時に見ながら、患者位置および/または乳房位置を調整することができる。
この例は、X線システム150の片側に配置された第2の制御ステーション194を示しているが、第2の制御ステーション194と同様に、第3の制御ステーションはX線システムの反対側に配置されてもよい。さらに、第2の制御ステーション194は、X線システム150に結合されて取り外し可能であってもよい。したがって、必要に応じて、第2の制御ステーションを取り外して反対側に配置することができる。
さらに、一例では、第2の視覚センサ154によってキャプチャされたカメラ画像は、グレアを低減し、関連する画像データを抽出するために前処理されてもよく、処理された画像データは、人工知能ベースの深層学習モデル(コントローラ、コントローラに接続されたエッジデバイス、コントローラと通信するクラウド、またはそれらの適切な組み合わせに格納される)への入力として使用されてもよく、深層学習モデルは、X線システム150を用いた様々な撮像および画像ガイド手順のために乳房の位置決め中に検出された乳房の解剖学的目印に基づいて乳房位置を評価するための畳み込みニューラルネットワークなどのニューラルネットワークを含む。乳房の解剖学的目印(乳房構造とも呼ばれる)の一部は、ビュー(例えば、CCまたはMLOビュー)および手順(例えば、マンモグラフィまたはDBT)によって異なる場合があるが、各ビューで乳房位置が評価される一般的な乳房の解剖学的目印または乳房構造がいくつかあり得る。第2の視覚センサ154で識別または検出された解剖学的目印に基づいて乳房位置を評価することの詳細は、以下の図2〜図6でさらに説明される。
さらに、第2の視覚センサ154は、第2の視覚センサ154の視野が圧迫パドル164と、圧迫パドル164と検出器168との間の撮像ボリュームと、を包含するように、ガントリー158上に配置され得る。カメラからの1つまたは複数の画像を使用して、圧迫パドルの縁を検出し、圧迫パドルの縁の間の圧迫パドルの部分の輪郭、開口部、くぼみ、曲がり、およびテクスチャのうちの1つまたは複数を検出することができる。圧迫パドルの検出された属性に基づいて、視覚システムは、マンモグラフィシステムで使用される圧迫パドルのタイプを決定することができる。
第2の視覚センサ154の例示的な配置は、図1Cに関してさらに示されている。具体的には、図1CはX線システム150の斜視図を示す。第2の視覚センサ154は、カメラが矢印155によって示されるように前後方向に軸155に沿って移動可能であるように、一対のレールを介して放射線源160のハウジング上に配置される。視覚センサ154を含むX線システムの拡大部分190が図1Dに示されている。第2の視覚センサ154は、一対のレール157に取り付けられ、軸155に沿って移動可能であり、軸155に垂直な軸156の周りで回転可能である。一例では、第1のカメラ154の視野が放射線源160の視野とアライメントするように、軸156に沿った回転および/または軸155に沿った移動を介して、カメラ位置を調整することができる。一例では、第2の視覚センサ154は、X線システム150と統合されてもよい。他の例では、視覚システム153は、必要に応じてX線システムに取り外し可能に結合され得るアドホックシステムであってもよい。
図1Aに戻ると、1つまたは複数の視覚センサは、コントローラ44に通信可能に結合され得る。第1の視覚センサ101およびワークステーション視覚センサ102によって検出および監視され得るマンモグラフィシステム100の様々な構成要素、ならびにカメラによる検出および監視に応答して調整され得るマンモグラフィシステム100の様々なアクチュエータについては、以下の図2に関してさらに詳細に説明される。
図2に目を向けると、マンモグラフィシステム200のブロック図が示されている。マンモグラフィシステム200は、図1のマンモグラフィシステム100の非限定的な例であってもよい。簡単に言えば、マンモグラフィシステム200を利用して、通常のマンモグラム、デジタル乳房トモシンセシスなどのマンモグラフィ手順、および定位生検またはDBTガイド生検などの生検手順のうちの1つまたは複数を実行することができる。マンモグラフィシステム200は、マンモグラフィシステム200に関連する1つまたは複数の付属品および構成要素の1つまたは複数の検出、監視、および分析を実行するために、少なくとも視覚センサシステム252および処理システム256を有する医療視覚システム250を含んでもよい。さらに、マンモグラフィシステム200は、マンモグラフィシステム200を用いて実行されるマンモグラフィおよび生検手順の1つまたは複数の間に、ワークフロー、乳房の位置決め、および患者の位置決めを改善するために、視覚センサシステム252からの入力および処理システム256による入力の分析に基づいて、処理システム256を介して自動的に調整、制御、および設定され得る。処理システム256は、図1のコントローラ44の非限定的な例であってもよく、以下でさらに説明されるように、視覚センサシステム252を含むマンモグラフィシステム200の1つまたは複数のセンサシステムから信号を受信するように構成されてもよい。プロセッサは、以下でさらに説明するように、マンモグラフィシステム200のユーザインターフェース286を介して、ユーザおよび患者のうちの一人または複数に1つまたは複数のアラートおよび表示を含むリアルタイムフィードバックを提供することに加えて、センサシステムから受信したデータを分析し、1つまたは複数のX線システムアクチュエータ276を介してマンモグラフィシステム200の動作を調整するようにさらに構成されてもよい。
マンモグラフィシステム200は、X線システム210、および医療視覚システム250を含んでもよい。X線システム210は、図1Aで説明したX線システム10、または図1Bで説明したX線システム150の例であってもよい。例示的な一実施形態では、X線システム210は、乳房などの患者の身体部分を撮像および分析するためのマンモグラフィ手順を実行するための医用撮像モダリティとして構成されてもよい。別の例示的な実施形態では、X線システム210は、患者の身体部分から組織サンプルを取得するためのX線ガイド生検などの生検手順を実行するように構成されてもよい。さらに、X線システム210は、医療スキャン画像を取得するためのマンモグラフィシステムから、評価のために組織を抽出するための生検手順を実行するための生検システムに変換されてもよい。X線システム210が生検手順を実行するために利用される場合、生検装置212はX線システム210に結合されてもよい。生検装置212は、図1Aに記載されている生検装置の例であってもよく、生検テーブル、生検ツール、生検ツールインターフェース、生検ガンホルダー、および生検ガンを含んでもよい。さらに、生検装置212は、1つまたは複数のX線システム210および生検装置212に結合された1つまたは複数の生検装置付属品214を含んでもよい。1つまたは複数の生検装置付属品214は、身体部分に入り、臨床医によるさらなる分析のために組織部分を抽出するための針216と、アダプタ218と、身体部分の支持体として使用し、生検中に針216に対して身体部分の所望の位置決めを得るための生検スペーサ220と、生検中の動きを低減するために身体部分を支持し、身体部分を保持するための圧迫パドル222と、マンモグラフィまたは生検の前に品質チェックを実行するための1つまたは複数のファントム224と、を含んでもよい。圧迫パドル222は、図1Aまたは図1Bの圧迫パドル164に関して説明された圧迫パドル40の例である。マンモグラフィシステムは、医療視覚システム250を介して、生検装置212などの1つまたは複数の構成要素、生検装置212の種々の構成要素、および生検装置付属品214などの付属品を監視するように構成され得る。
一例示的な実施形態では、視覚システム250を利用して、圧迫パドル222の存在を検出することができる。さらに、圧迫パドルを検出すると、視覚システム250は、圧迫パドル222の1つまたは複数の画像を生成することができる。次に、圧迫パドル222の1つまたは複数の画像を利用して、圧迫パドル222の1つまたは複数の属性に基づいて圧迫パドルのタイプ/分類を識別することができる。
圧迫パドル222の1つまたは複数の属性は、パドルの左リムと右リムとの間の距離と、左右のリムの間のパドルの上面の1つまたは複数の開口部/凹部の有無と、パドルの中央のテクスチャの違いの有無と、左右のリムの間のパドルの表面の1つまたは複数の屈曲の有無と、パドルの形状と、を含んでもよい。検出された属性に基づいて、視覚システム250は、システムに取り付けられた圧迫パドルのタイプを識別することができる。例えば、圧迫パドルのサイドリムを識別することができ、リム間の距離を計算することができる。さらに、圧迫パドルの1つまたは複数の画像に基づいて、視覚システムは、輪郭、開口部、くぼみ、屈曲、および/またはテクスチャなど、リム間の圧迫パドル表面の他の1つまたは複数の属性が検出され得るかどうかを判定することができる。圧迫パドルのリム距離および他の属性を利用して、マンモグラフィシステムで現在使用されている圧迫パドルのタイプを識別することができる。いくつかの例では、識別された圧迫パドルのタイプに基づいて、視覚システム250は、動作モードを決定することができる。一例として、生検に固有の圧迫パドル(例えば、生検パドル)が検出された場合には、視覚システムは、ユーザがマンモグラフィシステムを生検モードで動作させることを意図していると判断することができる。
さらに、それに加えてまたはその代わりに、圧迫パドル222の位置の変化は、視覚システム250で監視され得る。一例として、マンモグラフィ検査または生検検査中に、乳房位置を調整するために、ユーザは圧迫パドルを動かすことができる。視覚システム250は、圧迫パドル222の動きを検出することができ、圧迫後に、圧迫パドルの変更された位置に基づいて、コントローラは、乳房がX線システムの視野内にあるようにコリメータの調整を命令することができる。
さらに、いくつかの実施形態では、視覚システムを利用して、ユーザインターフェースを介した圧迫パドル位置のユーザ確認に加えて、またはその代わりに、圧迫パドルの最終(ロック)位置を決定することができる。最終的な圧迫パドルの位置は、乳房が撮像のための位置にあることを示すことができる。一例では、圧迫パドルの最終位置を確認すると、圧迫された乳房の乳房位置が評価され得、したがって、乳房位置評価インターフェースが起動され、乳房位置評価が視覚システム250で実行され得る。視覚システム250を用いて、圧迫された乳房が撮像のための所望の位置にあることを確認すると、マンモグラフィシステムは、圧迫された乳房のX線画像取得を自動的に開始することができる。別の例では、圧迫パドルの最終位置を確認すると、乳房位置および患者位置のうちの1つまたは複数が、視覚システム250を用いて評価され得る。乳房位置、患者位置、およびユーザ位置のうちの1つまたは複数が、撮像のためのそれぞれの所望の位置にあることを確認すると、マンモグラフィシステムがX線画像取得を自動的に開始することができる。
さらに、いくつかの実施形態では、乳房位置、患者位置、およびユーザ位置のうちの1つまたは複数を評価することに加えて、X線画像取得後に、取得された画像をさらに評価して、X線画像でキャプチャされた乳房の複数の解剖学的目印を決定することができる。したがって、乳房位置評価は、画像取得を開始する前に視覚センサで乳房位置を評価することに加えて、取得されたX線画像に対して実行され得る。このようにして、画像取得後の乳房位置の第2の評価を利用して、所望の組織部分が撮像されているかどうかを決定することができ、その結果、患者のリコールの数を減らすことができる。
マンモグラフィシステム200は、医療視覚システム250を使用して、X線システム210を取り巻く環境226を監視するようにさらに構成されてもよい。環境226は、ワークステーション228、撮像のための身体部分などの標本230、患者のニーズに応じた車椅子232、実施された生検のタイプおよび患者の生理学に応じた生検ベッド234、患者236、ならびにユーザ237のうちの1つまたは複数を含んでもよい。さらに、マンモグラフィシステム200は、医療視覚システム250を介して、X線システム210および環境226に関するプロセス、動き、および動作のうちの1つまたは複数を監視するように構成され得る。動きおよび/または動作は、患者の動き、ユーザの動き、およびX線システムの1つまたは複数の付属品の動きを含んでもよい。
上に示したように、医療視覚システム250は、1つまたは複数のカメラ254を含む視覚センサシステム252と、プロセッサ258と非一時的メモリ260とを含む画像処理システム256と、を含む。視覚センサシステム252は、画像処理システム256に通信可能に結合され得る。具体的には、処理システム256は、視覚システムの1つまたは複数のカメラ254から1つまたは複数の信号を受信することができる。視覚システム252の1つまたは複数のカメラは、図1Aに関して説明したカメラ101、102と同様であってもよく、したがって、1つまたは複数のカメラ254は、マンモグラフィシステム200およびその構成要素、付属品、および環境を検出することができる。1つまたは複数のカメラ254からのデータは、さらなる分析および記憶のために処理システム256に送られてもよい。
例示的な一実施形態では、1つまたは複数のカメラ254を含む視覚センサシステム252は、図1Aに示すように、2つの視覚センサ(2つのカメラ101、102)を含んでもよい。別の例示的な実施形態では、視覚センサシステム252は、図1Bに関して説明したX線システム150に結合された、第2の視覚センサ154などの別の視覚センサを含んでもよい。
処理システム256は、非一時的メモリ260に格納された機械可読命令を実行するように構成されたプロセッサ258を含む。プロセッサ258は、シングルコアまたはマルチコアであってもよく、そこで実行されるプログラムは、並列処理または分散処理のために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ258は、離れて配置され、かつ/または協調処理のために構成され得る、2つ以上の装置全体に分散された個々の構成要素を任意選択で含んでもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ258の1つまたは複数の態様は、クラウドコンピューティング構成で構成された、リモートアクセス可能なネットワーク化されたコンピューティングデバイスによって仮想化され実行されてもよい。他の実施形態によれば、プロセッサ258は、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、またはグラフィックボードなどの処理機能を実行することができる他の電子構成要素を含んでもよい。他の実施形態によれば、プロセッサ258は、処理機能を行うことが可能な複数の電子構成要素を含んでもよい。例えば、プロセッサ258は、中央プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、およびグラフィックボードを含む電子構成要素のリストから選択された2つ以上の電子構成要素を含んでもよい。さらに別の実施形態では、プロセッサ258は、並列コンピューティングアーキテクチャおよび並列処理能力を含むグラフィカル処理ユニット(GPU)として構成されてもよい。非一時的メモリ260は、ニューラルネットワークモジュール262、カメラ画像データ264、付属品監視モジュール266、ユーザ入力監視モジュール268、環境監視モジュール270、ワークフロー監視モジュール272、および患者監視モジュール274を格納することができる。ニューラルネットワークモジュール262は、複数のパラメータ(重み、バイアス、活性化関数を含む)、ならびに視覚センサシステム252から画像データを受信し、X線システム構成要素と付属品の1つまたは複数に対応する対象物の1つまたは複数を識別し、さらに1つまたは複数の環境パラメータを識別し、さらにマンモグラフィと生検の1つまたは複数に関連する1つまたは複数のプロセスと動作を識別するための1つまたは複数の深層ニューラルネットワークを実施するための命令を含む深層学習モジュールを含むことができる。例えば、ニューラルネットワークモジュール262は、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)などの1つまたは複数のニューラルネットワークを含む深層学習モジュールを実装するための命令を格納することができる。ニューラルネットワークモジュール262は、訓練されたおよび/または訓練されていないニューラルネットワークを含んでもよく、さらに、そこに格納された1つまたは複数のニューラルネットワークに関連する様々なデータまたはメタデータを含んでもよい。非一時的メモリ260は、ニューラルネットワークモジュール262に格納された1つまたは複数の深層ニューラルネットワークを訓練するための命令を含む訓練モジュール(図示せず)をさらに格納してもよい。訓練は、圧迫された乳房のカメラ画像、ファントムのカメラ画像、および圧迫された乳房のX線画像から再作成されたカメラ画像を含む訓練データセットを使用して実行することができる。
さらに、視覚センサシステム252からの入力を使用して、深層学習モジュールは、乳房位置、乳房の解剖学的目印、患者位置、患者形態、ユーザ位置、およびユーザ形態を識別することができる。さらに、視覚センサシステム252からの入力を使用して、深層学習モジュールは、乳房位置ならびに患者位置を評価し、評価に基づいて1つまたは複数の誤差を決定することができる。1つまたは複数の誤差は、乳房位置決め誤差、患者位置決め誤差、およびユーザ誤差を含むことができ、誤差に基づいてマンモグラフィシステムを制御し(例えば、1つまたは複数の誤差の検出に応答して画像取得を禁止する)、検出された誤差に基づいてリアルタイムフィードバックを提供することができる(例えば、乳房が配置されると、視覚センサは、1つまたは複数の画像を取得することができ、これを利用して乳房位置および形態を分析し、分析に基づいてリアルタイムフィードバックを提供することができる)。
一例では、第1の深層学習モデルは、全身の患者位置を含む所望の患者位置、およびX線システムに対する患者位置のパラメータを含むことができ、所望の患者位置は、X線システムの撮像モードおよび撮像システムによって取得される所望のビューに基づく。さらに、第2の深層学習モデルは、X線システムの撮像ボリュームに含まれる1つまたは複数の圧迫された乳房の特徴を含む、所望の乳房位置のパラメータを含むことができ、所望の乳房位置は、X線システムの撮像モードおよび撮像システムによって取得される所望のビューに基づく。X線画像取得を開始する前に、視覚センサシステム252を利用して、現在の患者位置(第1のモデルに関して)および現在の乳房位置(第2のモデルに関して)を評価することができ、評価に基づいて、ユーザインターフェースを介してリアルタイムフィードバックがユーザに提供され得る。現在の患者位置が第1のモデルと一致し、現在の乳房位置が第2のモデルと一致する場合、X線画像の取得が開始され得る。画像取得前の乳房位置および患者位置の評価の詳細は、図2〜図8Bに記載された方法に関して以下でさらに詳しく説明される。
非一時的メモリ260は、カメラ画像データ264をさらに格納することができる。カメラ画像データ264は、視覚センサシステム252によってキャプチャされた画像を含んでもよい。例えば、視覚センサによってキャプチャされた画像は、その構成要素および付属品を含むX線システム210、環境226、ならびにX線システム210および環境226に関連するプロセスおよび/または動作を含む、1つまたは複数のマンモグラフィシステムの画像を含んでもよい。カメラ画像データ264は、患者監視画像、ユーザ監視画像、および圧迫乳房画像をさらに含んでもよい。
非一時的メモリ260は、1つまたは複数の付属品214および生検装置212の存在および現在の位置を監視および分析するための命令を含む、付属品監視モジュール266をさらに格納してもよい。
非一時的メモリ260は、ユーザインターフェースを介してユーザ入力を監視および分析するための命令を含む、ユーザ入力監視モジュール268をさらに格納してもよい。
非一時的メモリ260は、環境226を監視および分析するための命令を含む環境監視モジュール270をさらに格納してもよく、1つまたは複数のプロセスおよび動作238を監視および分析するための命令を含むワークフロー監視モジュール272を格納してもよい。さらに、非一時的メモリ260は、患者の存在、患者位置、および検査室に出入りする患者の動きのうちの1つまたは複数を監視および分析するための患者監視モジュール274を格納してもよい。さらに、非一時的メモリ260は、ユーザの存在、ユーザの位置、および検査室に出入りするユーザの動きのうちの1つまたは複数を監視および分析するためのユーザ監視モジュールを格納してもよい。
非一時的メモリ260は、医用画像データ275をさらに格納することができる。医用画像データ275は、X線システム210によってキャプチャされた身体部分のスキャン画像を含んでもよい。
X線システム210、環境226、およびプロセスおよび動作238のうちの1つまたは複数を検出および分析すると、画像処理システム256は、検出および分析に基づいて、1つまたは複数のX線システムアクチュエータ276に命令を出力することができる。X線システムアクチュエータ276は、図1の放射線源16などの放射線源から出力される放射線源を制御するための画像取得アクチュエータ278と、X線システム210のガントリー位置を制御するためのガントリー運動アクチュエータ280と、例えば車椅子232などの環境226内の対象物の有無に基づいて、生検ベッド位置を調整するためのベッド位置アクチュエータと、を含むことができる。ガントリー運動アクチュエータ280は、ガントリーリフト、ガントリー回転、およびガントリー角度の1つまたは複数を調整するための1つまたは複数のアクチュエータを含むことができ、ガントリーリフトの動きは、X線システム210の垂直軸に沿った上方向または下方向へのガントリーの動きを含み、ガントリー回転は、回転軸を中心とした検出器とX線発生管の回転であり、ガントリー角度は、検出器が回転の角度範囲内にとどまっている間のX線管の回転である。
X線システムアクチュエータ276は、例えば、以下でさらに詳しく説明するようにユーザ入力と実際のX線システム構成との間の1つまたは複数の不一致の検出に基づいて、生検針の発射などの生検装置の動作を調整するための生検装置アクチュエータをさらに含んでもよい。X線システムアクチュエータ276は、圧迫パドル222の動きを調整するための圧迫パドルアクチュエータ285をさらに含んでもよい。
さらに、X線システム210、乳房位置、患者位置、環境226、およびプロセスおよび動作238のうちの1つまたは複数を検出および分析すると、画像処理システム256は、ユーザインターフェース286を介して、リアルタイムフィードバックを含む1つまたは複数のアラートを出力することができる。ユーザインターフェース286は、図1Aのユーザインターフェース56の例であってもよい。ユーザインターフェース286を介して処理システム256により出力された1つまたは複数のアラートは、視覚アラート288および可聴アラート290のうちの1つまたは複数を含んでもよい。触覚アラートなどの他のタイプのアラートも、開示の範囲内にある。さらに、処理システム256は、ユーザインターフェース286上の画像取得入力292を更新し、それに応じてX線システムのセットアップ、構成、および動作のうちの1つまたは複数を調整するように構成されてもよい。さらに、処理システムは、ユーザインターフェース286上の付属品情報入力294を更新し、それに応じてX線システムのセットアップ、構成、および動作を調整するように構成されてもよい。
図2に示される画像処理システム256は、限定ではなく例示のためのものであることを理解されたい。別の適切な画像処理システムは、より多くの、より少ない、または異なる構成要素を含んでもよい。
図3を参照すると、乳房位置、乳房の解剖学的構造、患者位置、患者形態、ユーザ位置、およびユーザ形態のうちの1つまたは複数を評価するための方法300を示す高レベルフローチャートが示されている。特に、方法300は、X線撮像システムに対する撮像される身体部分の位置、およびX線システムに対する患者の位置を評価するために、画像取得を開始する前に、図1AのX線システムなどの撮像システムの動作中に実施されてもよい。方法300は、図1Aのコントローラ44などの画像処理システム、画像処理システムに接続されたエッジデバイス、画像処理システムと通信するクラウド、またはこれらの任意の適切な組み合わせによって実行され得る。方法300は、図1A〜図1Dのシステムおよび構成要素に関して説明されているが、方法300は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステムおよび構成要素で実装することができることを理解されたい。さらに、本明細書の方法300および他の方法は、乳房位置決めに関して、および図1A〜図1Dで説明したX線マンモグラフィシステムに関して説明されているが、本明細書に記載の位置決め評価(身体部分および患者)のための方法およびシステムは、CT、DXA、SPECTなどを含むX線ベースの撮像モダリティなどの他の撮像モダリティ、およびMRIなどの他のモダリティで実施されてもよいことが理解されよう。
方法300は、ステップ302から開始する。ステップ302において、方法300は、X線撮像システムの動作モードを決定するステップを含む。動作モードは、ユーザ(すなわち、技術者)がX線システムで実行しようとしている現在の動作モードであってもよい。一例では、動作モードは、ユーザ入力に基づいて決定されてもよい。別の例では、視覚検出システムを利用して、視覚システムによって検出された1つまたは複数の付属品に基づいて動作モードを決定してもよい。
次に、ステップ304において、方法300は、現在の動作モードが品質チェック(QC)モードおよび洗浄モードのいずれかであるかどうかを確認するステップを含む。ステップ304での答えが「はい」の場合には、方法300はステップ305に進む。ステップ305で、方法300は、ユーザ位置およびユーザ形態のうちの1つまたは複数を評価するステップを含む。ユーザ位置は、X線システムに対するユーザの位置を含む。ユーザ位置は、時間フレーム内のある場所から別の場所へのユーザの動き、ユーザのポーズ(例えば、座っている、立っているなど)をさらに含んでもよい。ユーザ位置は、X線システムの基準軸(例えば、図1Aの垂直軸60)に対して決定することができ、図1Aの視覚センサ101などの第1の視覚センサからの入力に基づいて監視することができる。第1の視覚センサは、例えば、3次元深度検出カメラであってもよい。一実施形態では、視覚センサは、X線システムに直接結合されなくてもよく、ユーザがX線システムのしきい値境界内にあるときに、ユーザおよびX線システムが視覚センサの視野内にあるように(例えば、X線システムを収容する部屋内に)配置されてもよい。しきい値境界は、X線システムが配置されている検査室のサイズに基づくことができる。別の実施形態では、第1の視覚センサをX線システムに結合して、ユーザの位置および形態を推定および監視することができる。本実施例は、ユーザ位置およびユーザ形態の評価のための1つの視覚センサを描写しているが、2つ以上の視覚センサが利用されてもよいことが理解されよう。例えば、視覚センサ101およびワークステーション視覚センサ102が、ユーザの形態および位置を監視するために利用されてもよい。
第1の視覚センサからの入力は、視覚センサデータプロセッサによって使用可能であり、視覚センサの視野内の一人または複数のユーザの追跡を実行し、追跡に基づいてユーザの位置を評価する。一例では、入力(例えば、深度情報)を使用して、骨格追跡を実行することができ、ユーザの複数の関節が識別および分析されて、ユーザの動き、ポーズ、位置などが決定される。例えば、骨格追跡中の関節の位置を使用して、上記のユーザパラメータを決定することができる。
第1の視覚センサは、X線システムに対するユーザの位置に加えて、ユーザの身長を含むユーザ形態パラメータを推定するために使用することができる。一例では、ユーザ位置の決定と同様に、ユーザの身長は、骨格追跡データに基づいて推定することができる。別の例では、ユーザの複数の点群(ユーザを表すデータセット)の最高点および最低点を利用して、ユーザの身長を推定することができる。点群は、視覚センサで取得された2次元および3次元画像の1つまたは複数から取得することができる。
次に、方法300はステップ306に進む。ステップ306において、方法300は、ユーザの位置および形態に基づいて、QCまたは洗浄のためにX線システムを調整するステップを含む。一例では、コントローラは、洗浄のためにX線システムの1つまたは複数の特徴を調整することができる。1つまたは複数の特徴は、ガントリーレール上の圧迫パドルホルダー位置、検出器位置、ガントリー位置、および制御ステーション(本明細書ではワークステーションとも呼ばれる)位置を含んでもよい。上記の特徴は、より速く効率的な洗浄のために、それぞれの洗浄位置に対するユーザの身長に基づいて調整することができる。すなわち、X線システムは、QCおよび/または洗浄のためのユーザ位置およびユーザ形態に基づいて、ユーザに適合するように適合させることができる。上記のように、視覚システムからのユーザのカメラ画像に基づいて、コントローラは、ユーザの高さを評価し、QCおよび/または洗浄のために、ユーザの高さに基づいて圧迫パドルおよび/または検出器の位置を自動的に調整することができる。その結果、手順の効率が向上する。さらに、ユーザ位置を利用して、調整の順序を決定することができる。例えば、ユーザがX線システムに近づくと検出されたときに、ガントリー位置および圧迫パドル位置を調整して洗浄することができ、一方、制御ステーション位置は、ユーザが制御ステーションに近づくときに調整することができる。
QC手順が実行される場合には、X線システムは、ユーザの身長および位置に基づいて、圧迫パドル位置、ガントリー位置、およびワークステーション位置を含む1つまたは複数の特徴を適合させることができる。ユーザの位置および形態に基づいてX線システムの1つまたは複数の特徴を調整すると、方法300は終了する。
ステップ304に戻り、QCまたは洗浄モードが確認されない場合には、方法はステップ307に進む。ステップ307で、方法300は、X線システムがマンモグラフィ、DBT、または画像ガイド生検手順を実行するために利用されるかどうかを確認するステップを含む。すなわち、方法300は、X線システムの所望の動作モードが、マンモグラフィモード、DBTモード、または画像ガイド生検モードであるかどうかを判定するステップを含む。
一例では、X線システムの動作モードは、X線システムのユーザインターフェース上のユーザからの指示に基づいて決定され得る。一例では、コントローラは、動作モードに対応するアプリケーションインターフェースを起動するユーザに基づいて動作モードを決定することができる。例えば、ユーザの指示に基づいて動作モードを決定することは、ユーザが画像ガイド生検インターフェースを起動することに応答して画像ガイド生検モードを決定すること、ユーザがDBT撮像インターフェースを起動することに応答してDBTモードを決定すること、およびユーザがマンモグラフィインターフェースを起動することに応答してマンモグラフィモードを決定することを含んでもよい。ユーザがユーザインターフェース上で対応するアイコンを選択する、ユーザインターフェース上で所望のモードに入るなどの他のユーザ表示のモードが動作モードを確認するために使用されてもよく、それは本開示の範囲内であることが理解されよう。ユーザの指示に加えて、またはその代わりに、動作モードは、対応する手順に関連する1つまたは複数の付属品の存在を検出する視覚検出システムに基づいて決定されてもよい。例えば、X線システムの検出器表面上に配置された生検装置の検出に応答して、コントローラは、所望の動作モードが画像ガイド生検モードであると決定することができる。この場合、画像ガイド生検のアプリケーションインターフェースは、生検装置の存在を検出すると自動的に起動されてもよい。
所望の動作モードがマンモグラフィモードである場合には、方法300はステップ308に進む。ステップ308において、方法300は、患者形態を評価して、患者形態に基づいてX線システムを調整するステップを含む。患者形態は、患者のサイズ、患者の身長、患者の体重、および患者の肥満度指数のうちの1つまたは複数を含む患者のサイズを含んでもよい。一例では、患者のサイズは、ユーザインターフェースを介したユーザの指示に基づいて決定されてもよい。別の例では、患者のサイズは、第2の視覚センサを利用することによって推定されてもよい。患者形態に基づいてX線システムを調整するステップは、ガントリーの位置(例えば、ガントリーのリフトは、患者の身長に基づいて調整されてもよい)、および患者形態に基づいてX線のコリメーション(例えば、コリメーションプレートは、乳房の領域に一致するように制御されてもよい)のうちの1つまたは複数を調整するステップを含んでもよい。
X線システムを調整すると、方法300はステップ314に進む。ステップ314において、方法300は、第2の視覚センサを用いた1つまたは複数の乳房解剖学的構造に基づく乳房位置、および第1の視覚センサを用いた1つまたは複数のマンモグラフィビューの患者位置を評価するステップを含む。マンモグラフィビューの乳房位置および患者位置の評価の詳細については、図4Aおよび図4Bで説明する。
所望の動作モードがDBTモードである場合には、方法300はステップ310に進み、患者形態を評価し、その評価に基づいてX線システムを調整する。ステップ310はステップ308と同様であり、繰り返されない。
次に、方法300はステップ316に進む。ステップ316において、方法300は、第2の視覚センサを用いて1つまたは複数の乳房解剖学的構造に基づいて複数の乳房位置を評価し、トモシンセシスのための角度範囲内の複数の角度で第1の視覚センサを用いて複数の患者位置を評価するステップを含む。複数の乳房位置および複数の患者位置を評価するステップの詳細は、図5および図6で説明されている。簡単に説明すると、X線画像の取得を開始する前に、DBT取得中にガントリーをX線源の位置に対応するいくつかの角度に移動し、乳房が所望したように位置決めされていることをRGB−Dカメラで確認することにより、乳房位置と患者位置を評価する。例えば、患者の腹部、肩、または反対側の乳房は、第1の初期DBT位置では表示されない場合があるが、異なるDBT角度では、これらの余分な構造が表示され得る。したがって、DBT中に、乳房位置および/または患者位置が複数のX線管角度で評価される。
所望の動作モードが画像ガイド生検モードである場合には、方法はステップ312に進む。ステップ312において、方法300は、患者形態を評価して、患者形態に基づいてベッド位置およびX線システムのうちの1つまたは複数を調整するステップを含む。患者形態は、患者のサイズ、患者の身長、患者の体重、および患者の肥満度指数のうちの1つまたは複数を含む患者のサイズを含むことができ、これらは、上記のステップ308で説明したように決定および/または推定され得る。さらに、生検ベッドの位置は、患者形態に基づいて生検ベッドの高さおよび傾斜の1つまたは複数を調整するために(例えば、生検ベッドアクチュエータを介して)調整され得る。さらに、患者の形態に基づいてX線システムを調整するステップは、患者形態に基づいてガントリー位置およびX線のコリメーションの1つまたは複数を調整するステップを含んでもよい。このように、患者位置および乳房位置の1つまたは複数を評価する前に、患者形態を評価し、X線システムを調整して、患者のX線システムを自動的に設定することができる。
ステップ318において、方法300は、第2の視覚センサを用いた乳房の1つまたは複数の解剖学的構造に基づく生検乳房位置、第2の視覚センサを用いた生検装置位置、および第1の視覚センサを用いた生検のための患者位置を評価するステップを含む。生検乳房位置の評価は、生検をガイドするために使用される撮像のタイプに基づいてもよい。例えば、DBTガイド生検が実行される場合には、生検乳房位置および患者身体位置の評価は、以下の図5および図6で説明するように、DBTの位置決め評価およびフィードバックと同様であってもよい。乳房位置および患者身体位置に加えて、生検装置の位置を評価することができ、生検装置に関連する金属物体に起因する画像アーチファクトを低減するためにリアルタイムフィードバックを提供することができる。
図4Aに目を向けると、乳房位置および患者位置のうちの1つまたは複数を評価し、マンモグラフィのための所望の乳房位置を得るためにユーザにリアルタイムフィードバックを提供するための方法400を示す高レベルフローチャートが示されている。具体的には、方法400は、所望の乳房位置が達成されることに耐えるために、X線画像取得を開始する前に実行され得る。乳房位置評価は、図1Bの第2の視覚センサ154などの第2の視覚センサからの入力に基づいて実行され得、患者位置評価は、図1Aのカメラなどの第2の視覚センサおよび第1の視覚センサの1つまたは複数からの入力に基づいて実行され得る。いくつかの例では、第2の視覚センサはまた、患者の一部分(例えば、患者の肩)をキャプチャするために使用されてもよく、したがって、圧迫された乳房のビューに加えて、患者の部分的なビューを提供してもよい。方法400は、図1Aのコントローラ44などの画像処理システム、画像処理システムに接続されたエッジデバイス、画像処理システムと通信するクラウド、またはそれらの任意の適切な組み合わせによって実施され得る。方法400は、図1A〜図1Dのシステムおよび構成要素に関して説明されているが、方法400は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステムおよび構成要素で実装することができることを理解されたい。さらに、リアルタイムフィードバックは、取得のための所望の乳房位置を得るために必要な乳房、患者、およびX線システムの調整を行いながら、ユーザがリアルタイムフィードバックおよびユーザインターフェースに表示された画像を見ることができるように、X線マンモグラフィシステムに結合され、X線マンモグラフィシステムの近くに配置されたユーザインターフェースの表示部分を介して提供されてもよい。X線システムの近くに配置された例示的なユーザインターフェースは、ユーザインターフェース195で図1Bおよび図1Cに示され、リアルタイムフィードバックおよび画像は、ユーザインターフェース195の表示部分196に表示され得る。さらに、リアルタイムフィードバックおよび画像はまた、表示部分50を介してワークステーションユーザインターフェース50に表示され得る。
さらに、本明細書に記載のシステムおよび方法は、ユーザが必要なときに必要な行動をとることを可能にし得ることが理解されよう。例えば、いくつかの例では、ユーザが現在の位置で画像取得を続行したい場合には、リアルタイムフィードバックが追加の調整を示し得るとしても、例えば、ユーザが現在の位置で画像取得を開始するために、ユーザインターフェースを介してオプションが提供されてもよい。
方法400は、ステップ402で開始する。ステップ402において、方法400は、撮像される乳房が、図1Bの圧迫パドル164などの圧迫パドルと、図1Bの検出器168などの検出器との間で圧迫されているかどうかを確認するステップを含む。一例では、乳房圧迫は、圧迫パドルに結合された力センサおよび圧力センサのうちの1つまたは複数からの圧迫フィードバックに基づいて決定されてもよい。別の例では、乳房圧迫は、ユーザインターフェースを介した圧迫のユーザ確認に基づいて決定されてもよい。さらに別の例では、ユーザの確認に加えて、またはその代わりに、乳房圧迫は、圧迫パドルの最終的な(ロックされた)位置に基づいて決定されてもよい。圧迫パドル位置は、例えば、第1および第2の視覚センサのうちの1つまたは複数からの入力に基づいて決定されてもよい。最終的な圧迫パドルの位置は、その後の位置決め評価とその後のX線マンモグラフィ画像診断のために乳房が圧迫されていることを示すことができる。乳房の圧迫が確認された場合には、ステップ402での答えは「はい」であり、方法400はステップ406に進む。
乳房の圧迫が確認されない場合には、ステップ402での答えは「いいえ」であり、方法400はステップ404に進む。ステップ404において、方法400は、第1および第2の視覚センサのうちの1つまたは複数からの入力に基づいて乳房形態および患者形態を評価するステップを含む。乳房形態および患者形態の評価は、乳房および患者の形態、ならびに圧迫を開始する前に実行される撮像手順のタイプに基づいて、1つまたは複数の好ましい圧迫パドルタイプを識別するために実行され得る。したがって、乳房形態の評価は、乳房の厚さを含み得る患者の乳房サイズの推定を含んでもよく、患者形態の評価は、患者の身長の推定を含んでもよい。一例では、患者の正面図および側面図などの患者の異なるビューを、第1および第2の視覚センサから取得することができ、異なるビューのカメラ画像を、乳房サイズと患者の身長を推定するために撮像プロセッサによって利用することができる。乳房サイズ、患者の身長、および撮像モードは、撮像プロセッサによって利用されて、図1Bおよび図1Cのユーザインターフェース195などのユーザインターフェースを介して、所望の撮像モードと患者について1つまたは複数の好ましい圧迫パドルをユーザに示すことができる。
さらに、いくつかの実施形態では、圧迫を開始する前に、患者形態および所望のビュー(例えば、マンモグラフィ用のCCビューまたはMLOビュー)に基づいて、座る、立つ、リクライニングするなど、X線システムに対して患者を最初に位置決めするためのリアルタイムガイダンスがユーザに提供されてもよい。リアルタイムガイダンスは、音声フィードバック、および/またはユーザインターフェース上の表示を介して行うことができる。
ステップ405に進んで、方法400は乳房圧迫を監視することができる。次に方法400は戻る。
ステップ406に戻ると、乳房圧迫が確認されると、方法400は、第1の視覚センサ位置および第2の視覚センサの位置を調整するステップを含み、第1の視覚センサは患者位置評価に使用され、第2の視覚センサは、マンモグラフィの所望のビューに基づいて、乳房位置評価および患者位置評価のうちの1つまたは複数に使用される。
一例では、第1の視覚センサの位置は、第1の視覚センサの視野が、患者の全身、圧迫された乳房、およびX線撮像システムを含むように調整され得る。別の例では、患者の上半身部分(例えば、頭頂部から腰まで)、圧迫された乳房、ならびに撮像ボリューム(圧迫パドル、乳房、および検出器からなる撮像ボリューム)、ガントリー、および支持柱の一部を含むX線システムの一部が、第1の視覚センサの視野内に入るように、第1の視覚センサの位置が調整されてもよい。さらに、他の例では、さらに、第1の視覚センサの位置を調整して、水平な撮像平面に沿って(例えば、検出器表面に平行に)支持柱と患者の肩との間の距離を測定するためのビューを取得することができる。このビューは、例えば、患者身体およびX線撮像システムの側面図であってもよい。さらに、第1の視覚センサの位置は、患者位置(座る、立つ、またはリクライニング)に基づいてもよいことが理解されよう。
第2の視覚センサは、X線源から生成されたX線ビームの視野を得るために配置され得る。第2の視覚センサはガントリー上に配置され、したがって、一例では、ガントリーは、第2の視覚センサが所望のビューと一致する画像をキャプチャするように、マンモグラフィの所望のビューに基づいて調整され得る。例えば、所望のビューが頭尾(CC)ビューである場合には、第2のカメラおよびガントリーは、X線源が検出器に対して内側位置(ここで、垂直軸60などのX線源の垂直軸が検出面に対して垂直である)にあり、第2の視覚センサの垂直軸が検出面に対して垂直であり、第2の視覚センサが圧迫された乳房のCCビューを撮像するように調整され得る。さらに、第2の視覚センサの位置は、X線の視野がカメラ視野内にあるように調整することができる。一例では、第2の視覚センサの画角は、X線源の円錐角よりも大きくてもよい。CCビュー評価のためのX線源および第2の視覚センサの例示的な配置が図8Aに示されている。
図8Aに目を向けると、図1AのX線システム10などのX線システムの部分800が示されている。図8Aの要素の多くは、図1A〜図1Dについて既に上で説明した同様の符号の要素に対応し、このような要素については、簡潔にするために再度説明することはしない。部分800は、垂直軸60は検出器168に垂直であるCCビューの内側位置にあるX線システムのX線源802と、垂直軸(図示せず)も検出器168に垂直である第2の視覚センサ154と、検出器168と圧迫パドル164との間に配置された圧迫された乳房811と、を示している。X線マンモグラフィスキャンを開始する前に、乳房位置を評価することができる。したがって、視覚センサ154は、視覚センサの視野角α2が圧迫された乳房811を含み、X線源802の円錐ビーム812の円錐角α1よりも大きくなるように調整することができる。さらに、視覚センサ154のカメラ視野816(水平視野および垂直視野を含む)は、検出器の投影視野814よりも大きくてもよい。
図4Aのステップ406に戻ると、所望のビューが中外側斜位(MLO)ビューである場合には、ガントリーは、X線源が内側位置に対してある角度(例えば、45度)になるように調整されてもよく、第2の視覚センサの垂直軸もまた、X線マンモグラフィスキャンを開始する前に、第2の視覚センサが圧迫された乳房のMLOビューをキャプチャするように内側位置に対して同じ角度である。さらに、MLOビューの場合、カメラ位置は、CCビューについて説明したカメラ位置と同じであってもよく、X線視野はカメラ視野内にある。一例では、第2の視覚センサの画角は、X線源の円錐角よりも大きくてもよい。MLOビュー評価のためのX線源と第2の視覚センサの配置例を図8Bに示す。
図8Bに目を向けると、図1AのX線システム10などのX線システムの部分850が示されている。図8Bの要素の多くは、図1A〜図1Cについて既に上で説明した同様の符号の要素に対応し、このような要素については、簡潔にするために再度説明することはしない。部分850は、垂直軸60に対して45度の角度でMLOビュー用に配置されたX線システムのX線源802と、垂直軸860も垂直軸60に対して45度である第2の視覚センサ154と、検出器168と圧迫パドル164との間に配置された圧迫された乳房811と、を示している。X線マンモグラフィスキャンを開始する前に、乳房位置を評価することができる。したがって、視覚センサ154は、視覚センサの視野角α2が圧迫された乳房811を含み、X線源802の円錐ビーム812の円錐角α1よりも大きくなるように調整することができる。さらに、視覚センサ154のカメラ視野822(水平視野および垂直視野を含む)は、検出器の投影視野820よりも大きくてもよい。
図4Aのステップ406に戻ると、所望のビュー(CCビューまたはMLOビュー)に基づいて第1のカメラ位置および第2のカメラ位置を調整すると、方法400はステップ408に進む。ステップ408で、方法400は、グレアについて初期カメラ画像を評価するステップを含む。例えば、診察室の照明とカメラレンズは、カメラ画像にグレアを生成する可能性があり、これにより、その後の乳房位置の評価が低下する可能性がある。したがって、カメラを所望のビューに配置した後に、1つまたは複数の初期カメラ画像を取得し、グレアについて評価することができる。グレアの量およびグレアの位置に応じて、カメラの位置、照明、および偏光を含む1つまたは複数のカメラ画像キャプチャパラメータ、およびカメラ画像処理パラメータを調整して、グレアを低減することができる。グレアを評価し、グレア低減調整を実行するための例示的な方法は、図7に記載されている。
ステップ410に進み、方法400は、所望のビューがCCビューであるかMLOビューであるかを決定するステップを含む。所望のビューは、例えば、ユーザの指示に基づいて決定することができる。
必要なビューがCCビューの場合には、方法400はステップ412に進む。ステップ412において、方法400は、第1の視覚センサから第1のカメラ画像を取得し、第2の視覚センサから第2のカメラ画像を取得するステップを含む。一例では、第1のカメラ画像および第2のカメラ画像は、CCビューにおける圧迫された乳房位置および患者位置の評価のための人工知能ベースの深層学習モデルへの入力として利用され得る。別の例では、それに加えてまたはその代わりに、数学的形態学、アクティブ輪郭アルゴリズムなどの人工知能に基づかない1つまたは複数の画像処理アルゴリズムおよびセグメンテーションアルゴリズムを使用してもよい。
次に、ステップ414で、方法400は、圧迫された乳房の胸筋が第2のカメラ画像で識別されるかどうかを判定するステップを含む。具体的には、方法400は、検出器と圧迫パドルとの間の圧迫された乳房内に胸筋が含まれるかどうかを判定することができる。一例では、第2のカメラ画像は、RGB画像および深度画像を含んでもよい。胸筋は、RGB画像と深度画像の1つまたは複数のセグメンテーションに基づいて識別できる。例えば、胸筋ゾーンは、マスク領域−畳み込みニューラルネットワーク(マスクR−CNN)深層学習アルゴリズムを使用して検出できる。
胸筋が識別されない場合には、ステップ414での答えは「いいえ」であり、方法400はステップ416に進む。ステップ416で、本方法は、第1のカメラからの入力に基づいて患者位置を評価するステップを含む。患者位置を評価するステップは、X線システムからの患者の肩の距離、患者の頭の位置、患者の足の位置、患者の姿勢、身体の回転、および患者の背骨の位置を評価するステップを含む。患者の肩の距離を評価する際に、図1Bおよび図1Cの支持柱170などの支持柱の垂直端から撮像される乳房の同側に対応する患者の肩の距離を決定することができる。すなわち、右乳房が撮像される場合には、支柱の対応する垂直側端からの右肩距離が決定され得、左乳房が撮像される場合には、支柱の対応する垂直側端からの左肩距離が決定され得る。患者の肩の距離が肩のしきい値の距離よりも大きい場合には、患者がX線システムに十分に近づいていないと判断される場合がある。患者の肩の距離がしきい値の肩の距離よりも小さい場合には、患者は十分な乳房組織の包含のためにX線システムに十分に近いと判断され得、したがって、肩の距離に関する患者位置を調整する必要はない。
さらに、患者の第1のカメラ画像およびX線システムに基づいて、肩の垂下のレベルを評価することができる。より多くの乳房組織を含み、胸筋の引き締めを減らすために、肩が垂下している可能性があり、そのため、コントローラは、肩が上がっていないことを確認するために患者の肩から耳までの距離を評価することができる。したがって、コントローラは、患者の肩と同側の耳との間の肩から耳までの距離が、患者形態に基づくしきい値であるしきい値よりも大きいかどうかを判定することができる。したがって、患者の肩と同側の耳との間の距離は、垂下のレベルを評価するために決定され得、垂下のレベルは、耳と肩との間の距離が大きいほど大きくなる。
患者位置を評価すると、方法400はステップ418に進む。ステップ418で、方法400は、ユーザインターフェースを介して、胸筋が引き込まれていないこと、および患者位置(ステップ416での評価に基づく)をユーザに示すステップを含む。特に、患者の肩の距離がしきい値よりも大きい場合には、コントローラは、患者が所望よりもX線システムから離れていることを示すことができる。したがって、リアルタイムフィードバックをユーザに提供して、患者位置および乳房位置を調整して、患者をX線システムに近づけ、胸筋が含まれるように圧迫のためにより多くの乳房組織を含めることができる。
患者位置が、患者の肩の距離がしきい値距離内にあることを示す場合には、次のステップ(すなわちステップ418)で、方法400は、胸筋は見えないが、患者が支持構造体からしきい値距離内にあることを、ユーザインターフェースを介してユーザに示すステップを含む。さらに、リアルタイムフィードバックは、患者を垂直柱からさらに遠ざけることなく、圧迫のために追加の乳房組織を引っ張る指示を含んでもよい。
さらに、肩から耳までの距離がしきい値よりも大きい場合には、方法400は、患者が所望の垂下位置にあることを(ステップ418で)示すことを含み、それ以上の肩の調整は必要とされない。したがって、リアルタイムフィードバックは、患者の体の動きを減らして追加の乳房組織を引っ張る指示を含んでもよい。しかしながら、肩から耳までの距離がしきい値よりも小さい場合には、方法400は、患者の肩が上がっていることを示すステップを含み、肩が所望のレベルに垂下するように患者位置を調整するためのフィードバックを提供し、圧迫のためにさらに乳房組織を引っ張るステップを含んでもよい。
このようにして、リアルタイムフィードバックが、第2のカメラからの圧迫乳房画像から識別された圧迫された乳房の解剖学的目印、およびX線システムに対する患者位置、および第1のカメラ画像からの患者の姿勢に基づいてユーザに提供される。
1つの例示的な実施形態では、肩の距離および肩から耳までの距離がそれぞれの基準を満たす場合には、1つまたは複数の患者の足の位置、患者の体の回転(わずかに内側に回転する)、および患者の脊椎の位置(腰からX線システムに向かって傾く)を含む1つまたは複数の追加の患者位置パラメータを評価することができ、それに応じてフィードバックを提供して、患者位置を調整することができる。例えば、患者の足がX線システムの方を向いているかどうかを判断できる。そうでない場合には、X線システムを指すように患者の足を調整するためのリアルタイムフィードバックが提供され得る。
一例では、リアルタイムフィードバックは、ユーザインターフェース上の1つまたは複数の表示と組み合わせた音声フィードバックを含んでもよい。表示は、ユーザが適切な患者位置を達成するのを支援するために、カメラ画像上にオーバーレイされた所望の位置および向きのグラフィック表示を含んでもよい。
リアルタイムフィードバックをユーザに提供すると、方法400は、第1および第2のカメラ画像を取得し続け、調整後に胸筋が含まれるかどうかを評価するためにステップ414に戻ることができる。各フィードバック、およびユーザによる対応する乳房位置および/または患者位置の調整の後に、第1および第2の視覚センサは、新しいカメラ画像を取得し、その後に、さらなる乳房位置および患者位置の評価のためにAIモデルに入力することができることが理解されよう。したがって、ステップ418、424、428、および442でのリアルタイムフィードバックの後に、次の乳房位置および患者位置を評価する前に、第1および第2の視覚センサからの新しいカメラ画像を、その後の分析のために取得することができる。
ステップ414に戻ると、胸筋が識別された場合には、ステップ414での答えは「はい」であり、方法400はステップ420に進む。ステップ420で、方法400は、外側および内側組織が圧迫された乳房組織に含まれるかどうかを評価するステップを含む。特に、内側組織の包含を評価するステップは、内側境界が明確に定義されているかどうかを決定するステップを含み、これは例えば切断の視覚化に基づくことができる。外側組織の包含の評価は、外側境界を含む外側の側面が明確に定義されているかどうかを決定するステップをさらに含む。
外側および内側組織が含まれていない場合には、ステップ420での答えは「いいえ」であり、方法400はステップ422に進む。ステップ422で、方法400は、第1のカメラからの入力に基づいて患者位置を評価するステップを含む。具体的には、患者位置は、内側および外側の組織の包含を増加させ得る患者位置パラメータについて評価され得る。内側および外側組織の包含の患者位置パラメータは、患者の頭部の位置、および患者の肩の位置のうちの1つまたは複数を含む。適切な内側組織を含めるために、患者の頭部を反対側に向けることができる。しかし、頭部を傾けると、十分な内側組織が含まれない場合がある。したがって、反対側への頭部の傾きのレベルを決定することができ、さらに、頭部の位置および肩の位置に基づいて、頭部を反対側に向けるかどうかを決定することができる。
さらに、いくつかの例では、内側組織の包含を増加させるために、患者の対側乳房位置を評価することができる。
さらに、いくつかの例では、ガントリー位置が評価され(例えば、第1のカメラで)、リアルタイムフィードバックが提供され得る。例えば、ガントリーを調整して、FOVに正しい組織を含めることができる。ガントリーは、必要な組織を得るために、患者の乳房下のひだから特定の位置にあってもよい。
内側および外側組織が含まれるかどうか患者位置を評価すると、方法400はステップ424に進む。ステップ424において、方法400は、すべての外側および内側組織が含まれていないことを示すステップを含む。さらに、患者位置の評価が示され得、患者位置の評価に基づいてフィードバックが提供され得る。一例では、傾斜のレベルが傾斜しきい値未満であり、頭部が反対側に向けられている場合には、コントローラは、頭部の位置が内側および外側の組織を含むための所望の位置にあることを示すことができ、内側および外側の組織を含めるために、より多くの乳房組織を引っ張るようにリアルタイムフィードバックを提供することができる。患者位置が傾斜のレベルが傾斜しきい値よりも大きいことを示す場合には、コントローラは、頭部が傾斜していることを示すことができ、患者の頭部を反対側(すなわち、乳房が圧迫されている側の反対側)に向けるために頭部を再配置するようにユーザに示すことができる。
上で説明したように、リアルタイムフィードバックは、ユーザインターフェース上の1つまたは複数の表示と組み合わせた音声フィードバックを含んでもよい。表示は、ユーザが適切な患者位置を達成するのを支援するために、カメラ画像上にオーバーレイされた所望の位置および向きのグラフィック表示を含んでもよい。
さらに、方法400は、腋窩組織が含まれるかどうかを判定するステップを含んでもよい。腋窩組織の包含は、圧迫された乳房の輪郭および腋窩尾部の輪郭に基づいてもよい。腋窩尾部は検出器の上に配置する必要がある。腋窩尾部は、マスクR−CNN法などの深層学習法、または画像処理(例えば、パターンマッチング)によって検出できる。
このように、乳房位置と患者位置は、胸筋の望ましい包含を確認した後に、内側と外側の組織、および腋窩組織の包含について評価され得、第1および第2のセンサによって取得されたカメラ画像に基づくリアルタイムのフィードバックが、所望のマンモグラフィビューのための乳房位置決めを改善するためにユーザに提供され得る。
外側および内側組織の包含のフィードバックを提供すると、方法400はステップ420に戻り、内側および外側組織包含の評価を継続する。
ステップ420で、内側および外側の組織の包含が確認された場合には、ステップ420での答えは「はい」であり、方法はステップ426に進む。ステップ426において、方法400は、乳頭がCCビューの輪郭内にあるかどうかを判定するステップを含む。特に、乳頭の輪郭が見える必要があり、さらに、乳頭は中央に配置することができ、内側または外側を向いてはならない。乳頭の位置は、第2の視覚センサからの1つまたは複数のカメラ画像に基づく形状および色記述子を使用して評価することができる。
乳頭が輪郭にないか、中央を指していない場合には、ステップ426での答えは「いいえ」であり、方法400はステップ428に進む。ステップ428で、方法400は、乳頭位置評価に基づいて、乳頭が輪郭内にないか、または中央を指していないことをユーザに示すステップを含む。さらに、乳頭の位置を調整するための1つまたは複数のフィードバックが提供され得る。フィードバックには、第2の視覚センサからのカメラ画像にアライメント線で注釈を付けることが含まれ、アライメント線は、乳頭を配置する中心線を示す。さらに、現在のミスアライメントは、例えば矢印で示され得る。
さらに、ステップ426において、方法400は、圧迫された乳房が検出器の中央に配置されているかどうか、および乳房の左部分と乳房の右部分が対称であるかどうか(本明細書では左右対称とも呼ばれる)を判定するステップを含んでもよい。これは、カメラ画像上の乳頭から検出器のエッジラインの位置を決定するステップを含むことができ、乳頭の左側から検出器ラインまでの左側部分および乳頭の右側から検出器ラインまでの右側部分の決定は、形状、面積、および体積の1つまたは複数についてしきい値限界内の対称性を示す。さらに、乳房を中央に配置し、左右対称を取得するためのリアルタイムフィードバックを提供することができる。これには、中央位置に達したときに圧迫された乳房が存在する中央領域(または長方形のボックス)の注釈がカメラ画像に表示され得、許容可能な左右の対称性を得るために乳房を引っ張る/調整する方向がカメラ画像に表示され得ることを含む。
乳頭が輪郭内にあり、中央位置にある場合には、ステップ426での答えは「はい」であり、方法400はステップ432に進む。ステップ432で、方法400は、乳房間裂が見えるかどうかの確認を含む。乳房間裂の可視性は、1つまたは複数のRGB画像と深度画像のセグメンテーションに基づいて決定することができる。別の例では、乳房間裂の可視性は、マスクR−CNN深層学習アルゴリズムなどのCNNアルゴリズムを使用するカメラ画像に基づいて検出され得る。乳房下のひだが見えない場合には、方法400はステップ434に進む。ステップ434において、方法400は、ユーザインターフェースを介して、乳房間裂が見えないことを示すこと、および圧迫された乳房ボリュームに乳房間裂を含むように乳房組織を調整するためのフィードバックを提供するステップを含む。表示は、乳房間裂が見えると予想される場所を指す矢印などのグラフィカルな表示であってもよい。さらに、表示は、カメラ画像上で、乳房間裂を含むように調整される乳房の特定の領域を強調することを含んでもよい。さらに、調整のための乳房の動きの方向が示されてもよい。例えば、矢印などのグラフィック表示を使用して、乳房を引っ張る方向をユーザに示すことができる。いくつかの実施形態では、さらに、乳房の回転などの望ましくない動きもまた、望ましくない動きを実行しないように指示してユーザに提示され得る。さらに、現在の患者位置を維持することに関する1つまたは複数の表示が提供され得る。いくつかの実施形態では、表示はアニメーション化されてもよい。上で説明したグラフィック表示に加えて、乳房を配置するようにユーザに案内するために音声フィードバックが提供されてもよい。次に、方法400は、乳房間裂の包含を監視するために戻る。
乳房間裂が見える場合には、ステップ432での答えは「はい」であり、方法400はステップ436に進む。ステップ436において、方法400は、1つまたは複数のひだが検出されたかどうかを確認するステップを含む。1つまたは複数のひだは、圧迫下の乳房の1つまたは複数の皮膚のしわおよび皮膚のひだを含んでもよい。特に、方法400は、1つまたは複数の皮膚のひだが、圧迫された乳房の尾部領域、外側領域、および内側領域のうちの1つまたは複数で検出されるかどうかを判定することができる。皮膚のしわおよび/またはひだは、X線撮像中に撮像アーチファクトを引き起こしたり、近くの解剖学的構造を覆い隠したりする可能性がある。したがって、1つまたは複数のひだが検出された場合には、ステップ436での答えは「はい」であり、方法400はステップ442に進む。ステップ442で、方法400は、1つまたは複数のひだが見えることをユーザに示すステップを含み、さらに、例えば、グラフィック表示を介して、1つまたは複数のひだを示すためにカメラ画像に注釈を付けるステップを含む。さらに、1つまたは複数のひだを減らすための所望の調整に関するフィードバックが提供され得る。一例として、皮膚を乳頭に向かって引っ張ることによって1つまたは複数のひだを滑らかにするための音声フィードバックおよび/またはユーザインターフェース上の表示。さらに、加えて、皮膚を後方に引き上げる望ましくない動きの方向が、望ましくない動きを回避するための表示と共にユーザに示され得る。次に、方法400はステップ436に戻り、1つまたは複数のひだを監視する。
ステップ436で、1つまたは複数の皮膚のひだ/しわが検出されない場合には、方法400はステップ438に進む。ステップ438において、方法400は、乳房位置および患者位置がX線取得のために確認されることを、ユーザインターフェースを介してユーザに示すステップを含む。ステップ440に進んで、方法400は、圧迫された乳房のCCビューの1つまたは複数のX線投影画像を取得するステップを含む。その後に、方法400は終了する。
このようにして、1つの視覚センサを使用して乳房位置を評価し、リアルタイムフィードバックを提供して、CCビューに必要な乳房位置を取得することができ、別の視覚センサを使用して患者位置を評価し、リアルタイムフィードバックを提供して患者位置を調整し、CCビューに必要な乳房位置を実現することができる。その結果、2つの視覚センサからの入力に基づいて乳房位置と患者位置を調整して、一貫性のある高品質のマンモグラムを取得できる。
上記の方法は、乳房位置および患者位置の評価を説明しているが、いくつかの実施形態では、乳房位置は、患者位置とは無関係に第2のカメラで評価されてもよく、これは本開示の範囲内である。例えば、CCビュー用の第2のカメラからのカメラ画像に基づいて乳房位置を評価することは、胸骨評価、外側および内側組織評価、乳頭位置評価、ならびに1つまたは複数の皮膚のひだおよびしわの評価を含んでもよい。さらに、乳房位置評価に基づいてリアルタイムフィードバックが提供されてもよい。リアルタイムフィードバックは、1つまたは複数の乳房位置調整と患者位置調整を含んでもよい。
他の実施形態では、患者位置は、乳房位置の評価とは独立して監視/評価されてもよい。一例では、乳房位置を評価することができ、所望の乳房位置を確認すると、患者位置を第1のカメラおよび第2のカメラの1つまたは複数で評価することができ、リアルタイムフィードバックを提供して、画像取得を開始する前に所望の患者位置を取得することができる。別の例では、画像取得を開始する前に、患者位置のみを評価し、リアルタイムフィードバックを提供して、所望の患者位置を取得することができる。
さらに、いくつかの例では、乳房位置の監視に利用される第2のカメラを利用して、患者位置を評価することができる。例えば、第2のカメラからの画像を分析して、反対側の乳房、患者の腹部などの無関係な構造が第2のカメラの視野内に見えず、したがってX線源の視野内に見えないかどうかをチェックすることができる。結果として、圧迫された乳房組織の視覚化を妨げる可能性のある無関係な構造が減少する可能性がある。
さらに、胸筋が最初に評価され、次に内側および外側組織、乳頭輪郭、そしてIMFが評価され、最後にひだが評価されるという評価の順序により、効率的かつ迅速な評価およびフィードバックが可能になることが理解されよう。
さらに、乳房位置および患者位置の評価のうちの1つまたは複数が実行されてもよく、また、内側外側ビュー(MLビュー)、側方内側ビュー(LMビュー)、側方内側斜位ビュー(LMO)、後期中外側ビュー、ステップ斜位ビュー、スポット圧迫ビュー、ダブルスポット圧迫ビュー、腋窩ビュー、劈開ビュー、接線ビュー、逆CCビュー、ロールCCビュー、ブルズアイCCビュー、高架頭尾投影、尾頭頭蓋投影、斜位投影、および下内側上外側斜位投影を含むが、これらに限定されない他のビューについてリアルタイムフィードバックが提供されてもよい。
ステップ410に戻り、所望のビューがMLOビューである場合には、方法400は図4Bのステップ446に進む。ステップ446において、方法400は、第2の視覚センサで取得された圧迫された乳房のカメラ画像に基づいて胸筋縁部が明確に定義されているかどうかを判定するステップを含む。一例では、MLOビューで胸筋を評価することは、腋窩の位置、乳房の境界角度、および曲率のうちの1つまたは複数を評価することを含んでもよい。乳房の形状を検出するために、古典的なカメラ画像セグメンテーション方法を利用することができる。別の例では、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)が、X線画像および対応するカメラ(RGB−D)画像に基づいて訓練されてもよい。例えば、X線画像上で、1つまたは複数の乳房位置評価パラメータ(例えば、胸筋縁部)が所望に配置されている場合には、対応するカメラ画像は、1つまたは複数の乳房位置評価パラメータに所望の圧迫された乳房位置を示すように決定され得る。したがって、所望の圧迫位置を示す複数のカメラ画像は、所望の乳房位置パラメータを示す対応するX線画像に基づいて識別され得、CNNは、識別された複数のカメラ画像で訓練され得る。次に、乳房位置の評価中に、訓練されたネットワークを使用して胸筋の配置に関する推論を実行することができる。胸筋縁部が識別されない場合には、および/または縁部の形状が所望の縁部の形状(例えば、凸状または直線)と一致しない場合には、ステップ446での答えは「いいえ」であり、方法400はステップ448に進む。
いくつかの実施形態では、胸筋の配置(すなわち、胸筋縁部)は、X線画像の取得後に評価されてもよい。一例では、RGB画像での胸筋縁部定義の検出の信頼水準がしきい値信頼度よりも低い場合には、胸筋縁部定義は、X線画像でのX線画像取得後に評価されてもよい。
ステップ448で、方法400は、患者位置を評価するステップを含む。患者位置は、第1の視覚センサからの入力に基づいて評価することができる。具体的には、X線システムに対する患者位置を評価することができる。これは、検出器に対する患者の同側腕の位置、X線システムに対する患者の臀部と肩の位置、および患者に対する圧迫パドルの位置を含む。例えば、コントローラは、患者の上腕に接触する検出器のコーナーが同側の脇の下の後方に位置しているかどうか、患者の臀部が画像受容体の下側コーナーから所望の距離内にあり、前方に位置しているかどうか、患者の臀部と肩がX線ユニットに面しているかどうか、圧迫パドルの上縁部が鎖骨から所望の角度になっているかどうかを評価することができる。ステップ450に進んで、方法400は、乳房位置および患者位置のうちの1つまたは複数を調整するためにユーザにフィードバックを提供するステップを含む。例えば、上記の患者位置パラメータの1つまたは複数が確認されない場合には、不一致であることをユーザインターフェースを介してユーザに示すことができ、不一致な患者位置を調整するためにリアルタイムフィードバックが提供され得る。さらに、リアルタイムフィードバックは、胸筋壁が確実に含まれるように、検出器の表面に載る前に乳房を上向きおよび外向きに引っ張る指示を含むことができる。その後に、方法400はステップ446に戻る。
各フィードバック、およびユーザによる対応する乳房位置および/または患者位置の調整の後に、第1および第2の視覚センサは、新しいカメラ画像を取得し、その後に、さらなる乳房位置および患者位置の評価のためにAIモデルに入力することができることが理解されよう。したがって、ステップ448、454、464、470、476、480、および484でのリアルタイムフィードバックの後に、次の乳房位置および患者位置を評価する前に、第1および第2の視覚センサからの新しいカメラ画像を、その後の分析のために取得することができる。
ステップ446で、胸筋縁部が識別され、縁部の形状が所望の縁部の形状と一致する場合には、ステップ446での答えは「「はい」」であり、方法400はステップ452に進む。
ステップ452で、方法400は、乳頭が輪郭内にあるかどうかを確認するステップを含む。乳頭輪郭の確認は、乳頭の位置およびカメラ画像内の乳頭輪郭の可視性に基づくことができる。さらに、ステップ452で、方法400は、圧迫された乳房が検出器の中央に配置されているかどうか、および乳房の左側部分と乳房の右側部分が対称であるかどうかを決定するステップを含んでもよい。中心位置および左右対称性の決定は、ステップ426で説明したように実行することができる。乳頭が輪郭内にない場合には、圧迫された乳房が中央に配置されていない場合には、および/または左右対称性がしきい値限界内にない場合(例えば、形状、面積、および/またはボリュームに関して)には、ステップ452での答えは「いいえ」であり、方法400はステップ454に進む。ステップ454において、方法400は、乳頭が輪郭内にないこと、圧迫された乳房が中央に配置されていないこと、および/または左右対称性がしきい値限界内にないことをユーザに示すステップを含み、乳頭を輪郭内にもたらし、乳房を中央に配置し、許容できる左右対称性を取得するように乳房位置を調整するためのフィードバックを提供するステップをさらに含む。フィードバックには、ステップ456で、第2の視覚センサからのカメラ画像にMLOビューのアライメント線で注釈を付けることが含まれ、アライメント線は乳頭が配置されるべき中心線を示す。さらに、現在のミスアライメントは、例えば矢印で示され得る。さらに、中央位置が達成されたときに圧迫された乳房が存在する中央領域(または長方形のボックス)の注釈をカメラ画像に表示することができる。さらに、許容可能な左右対称を得るために乳房を引っ張る/調整する方向がカメラ画像上に示され得る。
さらに、MLOビューでは、方法400は、圧迫された乳房のたるみの量を評価することができる。すなわち、カメラ画像に基づいて、方法は、圧迫された乳房が下向きに膨らんでいると判断することができ、そうであれば、方法400は、たるみを減らすために追加のフィードバックを提供することができる。その後に、方法はステップ452に戻る。
乳頭が輪郭内にある場合には、ステップ452での答えは「はい」であり、方法400はステップ458に進む。ステップ458で、方法400は、胸筋乳頭線(PNL)を識別するステップを含む。PNLは、乳頭と胸筋縁部の位置に基づいて識別できる。
次に、ステップ460で、方法400は、胸筋の下縁部がPNL以下にあるかどうかを推測するステップを含む。ステップ460での答えが「いいえ」である場合には、方法400はステップ462に進む。ステップ462で、方法は、患者位置を評価するステップを含む。患者位置の評価は、ステップ448での位置評価と同様であってもよく、簡潔にするために繰り返されない。ステップ448に続くと、方法400は、ユーザインターフェースを介して、胸筋の下縁部がPNL以下にないことをユーザに示すステップを含み、乳房位置および患者位置の1つまたは複数を調整して下縁部をPNL以下に移動させるためのリアルタイムフィードバックを提供することができる。次に、方法400はステップ460に戻る。
下縁部がPNL以下の場合には、ステップ460での答えは「はい」であり、方法400はステップ466に進む。ステップ466において、方法400は、上部胸筋縁部と上部外側乳房縁部との間に広いマージンがあるかどうかを推測するステップを含む。したがって、一例では、上部胸筋縁部と上部外側乳房縁部との間の領域の面積がしきい値面積よりも大きいかどうかを決定することができる。広いマージンが確認されない場合には、ステップ466での答えは「いいえ」であり、方法400はステップ468に進み、上記のステップ448で説明したように患者位置を評価する。患者位置を評価すると、方法400はステップ470に進み、上部胸筋縁部と上部外側乳房縁部との間の所望の広いマージンが達成されないことを示す。さらに、所望の広いマージンを得るために乳房位置および患者位置の1つまたは複数を調整するためのリアルタイムフィードバックが提供され得る。その後に、方法400はステップ466に戻る。
ステップ460およびステップ466は、カメラ画像から胸筋縁部を識別することに基づいている。胸筋縁部の検出は、上記のステップ446で説明したように決定できる。一例では、RGB画像での胸筋縁部定義の検出の信頼水準がしきい値信頼度よりも低い場合には、胸筋縁部定義はX線画像取得後に評価されてもよい。その結果、ステップ460での胸筋の下縁部(すなわち、胸筋の下縁部がPNL以下である場合)の評価、およびステップ466での胸筋上縁部と乳房外縁部との間のマージンの評価は、X線画像でのX線画像取得後に実行され得る。
さらに、いくつかの実施形態では、ステップ446、460、および466で実行される評価は、X線画像取得の前ではなく、X線画像のX線画像取得後に1回実行されてもよいことが理解されよう。
必要な広いマージンが存在する場合には、ステップ466での答えは「はい」であり、方法400はステップ472に進む。ステップ472で、方法400は、腋窩尾部を含むすべての後部組織および腋窩組織が含まれるかどうかを推測するステップを含む。一例では、後部組織の包含は、患者位置、ガントリー位置、および乳房サイズのうちの1つまたは複数に基づいて確認することができる。例えば、方法400は、第2の視覚センサで得られた画像シーケンスからの動作認識に基づいて、ユーザが乳房組織を引っ張ったかどうかを決定することができる。さらに、第2の視覚センサで得られた1つまたは複数の画像から、検出器縁部からの乳頭の距離を決定することができる。距離は、しきい値距離と比較することができ、しきい値距離は、より大きなしきい値距離を有するより大きな乳房を有する乳房サイズに基づいて決定される。例えば、第1のより小さな乳房サイズの場合、第1の乳房の乳頭と検出器縁部との間の第1のしきい値距離は、後部組織が含まれるために第1のより短い距離であってもよく、第2のより大きな乳房サイズの場合、第2の乳房の乳頭と検出器縁部との間の第2のしきい値距離は、対応する後部乳房組織が含まれるための第2のより大きな距離であってもよい。別の例では、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)は、X線画像および対応するカメラ(RGB−D)画像に基づいて後部組織を含めるように訓練することができる。
さらに、腋窩組織の包含は、圧迫された乳房の輪郭および腋窩尾部の輪郭に基づいてもよい。腋窩尾部は検出器の上に配置する必要がある。腋窩尾部は、マスクRCNN法などの深層学習法、または画像処理(例えば、パターンマッチング)によって検出できる。後部および腋窩組織の1つまたは複数が含まれていない場合には、ステップ472での答えは「いいえ」であり、方法400はステップ474に進み、上記のステップ448で説明したように患者位置を評価する。ステップ476に続くと、方法400は、1つまたは複数の後部組織および腋窩組織が含まれていないことをユーザに示すステップを含む。さらに、ステップ476で、後部組織および腋窩組織を含むように患者位置および乳房位置のうちの1つまたは複数を調整するためのリアルタイムフィードバックが提供され得る。その後に、方法400はステップ472に戻る。
すべての後部および腋窩組織が含まれている場合には、ステップ472での答えは「はい」であり、方法400はステップ478に進む。ステップ478で、方法400は、乳房下ひだ(IMF)が含まれるかどうかを推論するステップを含む。IMFの包含は、乳房間裂の可視性の検出に類似していてもよく、したがって、ステップ432で説明されているように決定されてもよく、簡潔にするためにここでは繰り返さない。
続いて、IMFが検出されないときにIMFの可視性のために乳房組織を調整するためのリアルタイムフィードバックを提供するためのステップ480、(ステップ480でIMFを確認した後に)1つまたは複数の皮膚のひだが検出されたかどうかを推測するためのステップ482、検出された場合に皮膚のひだを減らすためにリアルタイムフィードバックを提供するためのステップ488およびステップ490、MLOビューのすべての乳房位置および患者位置パラメータが満たされたときに、MLOビューについて乳房位置および患者位置が確認されたことを示すためのステップ484、ならびにMLOビュー用の1つまたは複数のX線画像を取得するためのステップ486は、それぞれステップ434、436、442、444、438、および440と同様であり、簡潔にするために繰り返されない。
乳房位置および患者位置パラメータが満たされていることを確認し、MLOビュー用に1つまたは複数の圧迫された乳房の画像を取得すると、方法400は終了する。
本明細書に記載の方法は、X線画像取得を開始する前に、1つまたは複数の第1の視覚センサおよび第2の視覚センサで取得された1つまたは複数のカメラ画像を用いて乳房位置および/または患者位置を評価することを示しているが、さらに、それぞれのビューに対して1つまたは複数の所望の基準が満たされているかどうかを評価するために、乳房位置の監視が取得されたビューに対して実行されてもよいことが理解されよう。すなわち、画像取得後に、(乳房位置評価後に)得られたX線画像を評価して、撮像品質を確認し、所望のビューの所望の基準が満たされているかどうかを評価することもできる。さらに、1つまたは複数の所望の基準が満たされているかどうか、および現在の乳房位置への所望の変化を示す、1つまたは複数の注釈およびグラフィックオーバーレイを取得画像に表示することができる。
したがって、いくつかの実施形態では、画像取得を開始する前および乳房の第1の位置決め(圧迫パドルと検出器との間で圧迫される)の後に、乳房がマンモグラフィ用に配置されているかどうかを決定するために複数の乳房位置決め基準を評価することができる。複数の乳房位置決め基準は、ビューのタイプ(MLOまたはCCビュー)に基づくことができる。複数の乳房位置決め基準は、1つもしくは複数の概要基準および/または1つもしくは複数の乳房の特徴を含んでもよい。CCビューの1つまたは複数の概要基準は、乳房の中央位置、左右対称性、腋窩尾部の存在、および乳房間裂の存在を含んでもよい。CCビューの1つまたは複数の乳房の特徴は、胸筋、外側および内側の組織、腋窩組織、乳頭の特徴、および皮膚のひだを含んでもよい。このように、CCビューの1つまたは複数の乳房の特徴の評価基準は、胸筋の存在、外側、内側、および腋窩組織(例えば、腋窩尾部)の包含、乳頭の中心位置および乳頭の輪郭、ならびに圧迫された乳房の尾側領域、外側領域、および内側領域のうちの1つまたは複数に皮膚のひだがないことを含んでもよい。MLOビューの場合、1つまたは複数の概要基準は、乳房の中央位置、左右対称性、および乳房のたるみの量を含んでもよい。MLOビューの1つまたは複数の乳房の特徴は、胸筋ベースの特徴、後部組織、腋窩組織、乳房下ひだ(IMF)、乳頭の特徴、および皮膚のひだを含んでもよい。このように、MLOビューの1つまたは複数の乳房の特徴の評価基準は、胸筋の量、乳頭線に対する胸筋縁部の位置、後部組織および腋窩組織(例えば、腋窩尾部)の包含、乳頭の中心位置および乳頭の輪郭、ならびに圧迫された乳房のIMF領域、胸筋領域、および腋窩領域のうちの1つまたは複数に皮膚のひだがないことを含んでもよい。
一例では、複数の乳房位置決め基準を所望の順序で評価することができる。複数の乳房位置決め基準の評価に基づいて、各基準の評価に基づくリアルタイムフィードバックを提供して、ユーザが乳房を位置決めするのを支援することができる。このようにして、各ビューのマンモグラフィのための乳房の適切な位置決めを達成することができる。
別の例では、複数の乳房位置決め基準を評価することに加えて、各ステップで患者位置を評価することができる。乳房の特徴の評価および患者の評価に基づいて、各特徴の評価に基づくリアルタイムフィードバックが提供されて、ユーザが乳房を位置決めするのを支援することができる。
このようにして、各ビューのマンモグラフィのための乳房の適切な位置決めを達成することができる。さらに、X線画像取得前に乳房構造と患者位置を段階的に評価することにより、画像処理速度が向上し、フィードバック速度が向上し、その結果、乳房位置決め効率が全体的に向上する。
さらに、1つまたは複数の患者位置および乳房位置の評価に基づいて1つまたは複数の患者位置および乳房位置を調整した後に、X線システムは、1つまたは複数のX線画像の取得に進むことができる。さらに、1つまたは複数の取得されたX線画像は、複数の乳房位置決め基準のうちの1つまたは複数について評価され得る。したがって、第1の評価は、第1の視覚センサおよび第2の視覚センサのうちの1つまたは複数によって取得されたカメラ画像(例えば、RGB深度画像)を用いて実行され得、第2の評価は、X線システムで取得した1つまたは複数のX線画像を用いて実行され得る。X線画像を用いた第2の評価中に、複数の乳房位置基準のうちの1つまたは複数を同時に評価することができる。例えば、第2の評価中に、取得されたX線画像は、1つまたは複数の概観基準および/または1つまたは複数の乳房の特徴(ビューに対応する)について同時に評価され得る。さらに、ユーザへのフィードバックは、取得されたX線画像上の1つまたは複数の注釈およびオーバーレイを介して提供され得る。
いくつかの他の実施形態では、カメラ画像を用いた第1の評価中に、CCビューの1つまたは複数の概観基準は、中央乳房位置、左右対称性、および乳房間裂の存在を含んでもよい。CCビューの1つまたは複数の乳房の特徴は、乳頭の特徴と皮膚のひだを含んでもよい。このように、CCビューの1つまたは複数の乳房の特徴の第1の評価中の評価基準は、乳頭の中心位置および乳頭の輪郭、および圧迫された乳房の尾側領域、外側領域、および内側領域の1つまたは複数に皮膚のひだがないこと(第1の特徴セット)を含んでもよい。X線画像を使用した第2の評価では、腋窩尾部の存在、胸筋の存在、外側組織、内側組織、および腋窩組織の包含(第2の特徴セット)など、第1の評価では評価されなかった特徴を評価できる。同様に、MLOビューは、第1の評価中に評価された第1の特徴セットと、第2の評価中に評価された第1の特徴セットとは異なる第2の特徴セットを使用して評価できる。いくつかの例では、特徴の第1のセットおよび第2のセットは、第2の評価中に評価されてもよい。
このようにして、各ビューのマンモグラフィのための乳房の適切な位置決めを達成することができる。さらに、X線画像取得前に乳房構造と患者位置を段階的に評価することにより、画像処理速度が向上し、フィードバック速度が向上し、その結果、乳房位置決め効率が全体的に向上する。
いくつかの実施形態では、1つまたは複数の患者およびユーザ(すなわち、マンモグラフィを実施する技術者)の動き認識に基づいて、1つまたは複数の乳房位置決め誤差および患者位置決め誤差を検出することができる。例えば、乳房を位置決めするには、特定の方法で乳房を引っ張る必要がある。したがって、技術者のジェスチャを分析して、ユーザが乳房を引っ張ったかどうかを確認することができる。
図5に目を向けると、デジタル乳房トモシンセシス(DBT)中の乳房位置および乳房形態を評価するための方法500を示す高レベルのフローチャートが示されている。方法500は、DBTのための所望の乳房位置が達成されているかどうかを決定するために、X線画像取得を開始する前に実行され得る。乳房位置評価は、図1Bのカメラ154などの第2の視覚センサからの入力に基づいて実行され得、患者位置評価は、図1Aのカメラなどの第2の視覚センサおよび第1の視覚センサの1つまたは複数からの入力に基づいて実行され得る。方法500は、図1Aのコントローラ44などの画像処理システム、画像処理システムに接続されたエッジデバイス、画像処理システムと通信するクラウド、またはそれらの任意の適切な組み合わせによって実施され得る。方法500は、図1A、図1B、および図1Cのシステムおよび構成要素に関して説明されているが、方法500は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステムおよび構成要素で実装することができることを理解されたい。
方法500は、ステップ502で開始する。ステップ502、503、504、506、および508は、図4Aのステップ402、404、405、406、および408と同様であり、したがって、簡潔にするために繰り返されない。簡単に言えば、方法500の上記のステップは、乳房圧迫についてX線システムを監視するステップを含み、圧迫後に、第1の視覚センサおよび第2の視覚センサがDBT取得のために初期角度で調整される。一例では、初期角度位置は、CCビューの第1の視覚センサ位置および第2の視覚センサ位置であってもよい。別の例では、初期角度位置は、MLOビューの第1の視覚センサ位置および第2の視覚センサ位置であってもよい。DBTの初期角度は、X線源の任意の選択された角度であってもよく、第1および第2の視覚センサはそれに応じて調整されてもよいことが理解されよう。第1の視覚センサおよび第2の視覚センサを調整すると、第1および第2の視覚センサから1つまたは複数の初期カメラ画像が取得され、グレアが評価され、1つまたは複数の画像キャプチャパラメータおよびカメラ画像処理パラメータが検出されたグレアに基づいて調整され得る。
ステップ510に進んで、方法500は、第1の視覚センサから第1のカメラ画像を、第2の視覚センサから第2のカメラ画像を取得するステップを含み、X線源は、グレアを調整した後にDBTの初期角度にある。
次に、ステップ512で、方法500は、図4Aおよび図4Bで説明されるように、初期角度での乳房位置および患者位置を評価し、評価からのリアルタイムフィードバックに基づいて乳房位置および患者位置を調整するステップを含む。簡単に言えば、方法500は、第2の視覚センサで得られた第2のカメラ画像から識別された乳房構造に基づいて乳房位置を評価し、第1の視覚センサで得られた第1のカメラ画像から患者位置を評価することができる。評価された乳房構造と患者位置は、X線管の初期角度に基づいている。例えば、初期角度がX線源の0度の角度である場合には、乳房位置と患者位置の評価には、胸筋の包含、外側および内側の組織の包含、乳頭輪郭の確認、IMFの包含、ならびに1つまたは複数の皮膚と脂肪のひだの欠如の段階的な評価を含んでもよい。各評価ステップで、リアルタイムフィードバックを提供して、乳房位置および患者位置の1つまたは複数を調整して、乳房および患者が所望の位置にあることを確実にすることができる。同様に、初期角度がMLOビュー角度(例えば、45度のX線源角度)である場合には、乳房位置および患者位置の評価は、胸筋縁部の形状および位置の段階的評価、乳頭輪郭の確認、上部胸筋縁部と上部外側乳房縁部との間のマージン、後部組織および腋窩組織の包含、IMFの包含、ならびに1つまたは複数の皮膚および脂肪のひだの欠如を含んでもよい。上で説明したように、各ステップで、乳房位置および患者位置の1つまたは複数を調整するためのリアルタイムフィードバックがユーザに提供され得る。
初期X線管角度で乳房位置および患者位置を調整すると、方法500はステップ514に進む。ステップ514において、方法500は、DBT取得のための角度範囲内の複数の角度から選択された角度で、乳房位置および患者位置を評価し、乳房位置および患者位置の評価に基づいてユーザにリアルタイムフィードバックを提供するステップを含む。DBTの乳房位置と患者位置の評価の詳細については、図6で説明する。
図6に目を向けると、X線システムの角度範囲内の2つ以上の選択された角度でのDBT撮像中に乳房位置および患者位置を評価し、DBT取得のための乳房位置を調整するためのリアルタイムフィードバックを提供するための方法600を示す高レベルフローチャートが示されている。さらに、方法600は、ガントリーがDBT取得のために複数の角度で移動するときに、障害物(例えば、撮像されていない患者の身体部分)を検出するために患者位置を評価するステップを含む。方法600は、DBTのための所望の乳房位置および患者の身体位置が達成されるかどうかを決定するために、X線画像取得を開始する前に実行され得る。乳房位置評価は、図1Bのカメラ154などの第2の視覚センサからの入力に基づいて実行され得、患者位置評価は、図1Aのカメラなどの第2の視覚センサおよび第1の視覚センサの1つまたは複数からの入力に基づいて実行され得る。方法600は、図1Aのコントローラ44などの画像処理システム、画像処理システムに接続されたエッジデバイス、画像処理システムと通信するクラウド、またはそれらの任意の適切な組み合わせによって実施され得る。方法600は、図1A、図1B、および図1Cのシステムおよび構成要素に関して説明されているが、方法600は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステムおよび構成要素で実装することができることを理解されたい。方法600は、X線源が、図1Aの垂直軸60などの、X線システムの垂直軸が検出器に垂直である内側位置の周りの角度回転範囲(+θから−θ)内で圧迫された乳房の周りで回転される、DBT取得について記述される。X線源が垂直軸に対して角度を付けられた軸(例えば、内側位置から30度、45度、60度などで)の周りを回転する他のDBT取得もまた、本開示の範囲内である。
方法600は、ステップ602で開始する。ステップ602において、方法600は、2つ以上の選択された角度の各々で、第1の視覚センサおよび第2の視覚センサの各々から1つまたは複数のカメラ画像を取得するステップを含む。選択された角度は、DBTの投影画像が取得されるX線源の様々な角度を含んでいるので、選択された角度で乳房位置と患者位置が評価される。したがって、一例では、乳房位置および患者位置の評価のために、DBT取得が実行される複数の角度の各々を選択することができる。別の例では、乳房位置および患者位置の評価は、2つ以上の角度に対して実行され得るが、DBTについて投影画像が取得される角度の総数よりも少ない。例えば、いずれかの方向(+θまたは−θ)の端部角度が、内側位置と共に選択されてもよい。いくつかの例では、端部角度および内側位置に加えて、その後のDBT取得のための乳房位置および患者位置の評価のために、その間の1つまたは複数の角度が選択されてもよい。
次に、ステップ604において、方法600は、選択された角度の各々で、第2のセンサで得られた1つまたは複数のカメラ画像から、胸筋の可視縁部、外側組織と内側組織、および乳頭位置を識別するステップを含む。例えば、第2の視覚センサで取得した1つまたは複数のカメラ画像を人工知能ベースのニューラルネットワークモデルに入力して、胸筋の可視縁部、外側および内側組織、ならびに乳頭位置を含む、圧迫された乳房の解剖学的目印を識別することができる。一例では、AIベースのニューラルネットワークモデルの出力は、圧迫された乳房の上記の解剖学的目印に対する注釈を伴う1つまたは複数のセグメント化されたカメラ画像を含んでもよい。
ステップ606に進んで、方法600は、選択された各角度で、胸筋縁部の可視性、外側組織および内側組織の包含、乳頭輪郭および乳頭の中央配置(内側または外側を指していない)の確認、ならびにIMF可視性を確認するステップを含む。上記のすべての解剖学的構造の可視性および位置決めが2つ以上の選択された角度のそれぞれで確認された場合には、ステップ606での答えは「はい」であり、方法はステップ610に進む。乳房の上記の解剖学的目印のいずれも確認されない場合には、ステップ606での答えは「いいえ」であり、方法600はステップ608に進む。ステップ608で、方法600は、胸筋縁部が見えるように、外側および内側組織が含まれ、乳頭輪郭が見え、乳頭が中央に配置され、IMFが見えるように乳房位置を調整するためのリアルタイムフィードバックを提供するステップを含む。さらに、いくつかの例では、第1の視覚センサで得られた1つまたは複数のカメラ画像からの患者の身体位置を、2つ以上の選択された角度の各々で評価することができる。特に、患者の身体位置を評価するステップは、X線システムからの患者の肩の距離がしきい値距離内にあるかどうか、傾きのレベルを含む患者の頭部の位置がしきい値傾き未満であり、頭部の旋回方向が反対側に向かっているかどうか、患者の足の位置がX線システムに向けられているかどうか、身体の回転が内側に向かっているかどうか、および患者の背骨の位置が臀部から角度を付けられているかどうかを決定するステップを含む。上記の患者身体のパラメータのいずれかが満たされない場合には、リアルタイムフィードバックは、乳房の解剖学的構造に基づく乳房位置に加えて、患者の身体位置の評価に基づく患者位置の調整を含むことができる。
一例では、胸筋、外側および内側組織、乳頭、ならびにIMFを含む乳房の解剖学的構造の各々が、患者の身体位置と共に段階的に評価されてもよい。例えば、胸筋は最初に患者の体の位置と共に評価され、胸筋の可視性のために乳房位置と患者の身体位置の1つまたは複数を調整するフィードバックを提供し、続いて胸筋が含まれていることを確認すると、方法は、患者の身体位置と共に外側および内側の組織を評価するように進む。外側および内側組織を含むように乳房位置および患者の身体位置の1つまたは複数を調整するためのフィードバックを提供し、外側および内側組織が含まれることを確認すると、方法は乳頭輪郭および乳頭位置の評価に進む。乳頭輪郭と乳頭位置を調整するためのフィードバックを提供し、乳頭の望ましい位置を確認し、乳頭の輪郭を確認すると、方法はIMFが表示されているかどうかの評価に進む。IMFを含むように乳房位置および患者位置のうちの1つまたは複数を調整するためのフィードバックを提供し、IMFが含まれることを確認すると、方法は次のステップ610に進むことができる。
ステップ610に進んで、方法600は、皮膚のひだ、脂肪のひだなどの1つまたは複数のひだが、選択されたX線管の角度の各々で見えるかどうかを判定するステップを含む。「はい」の場合には、ステップ622で、方法600は、ひだの発生を減らすために乳房位置を調整するためのリアルタイムフィードバックを提供するステップを含む。次に、方法600はひだの監視に戻る。1つまたは複数のひだが見えない場合には、方法600はステップ612に進む。
ステップ612において、方法600は、選択された各角度で第2の患者位置を評価するステップを含む。第2の患者位置の評価は、解剖学的目印を含めてひだを減らすために乳房位置および患者の身体位置を調整した後に、第2の視覚センサから得られる1つまたは複数のカメラ画像に基づくことができる。第2の患者位置を評価するステップは、患者の同側および反対側の肩の位置、患者の頭部の位置、および反対側の乳房位置を評価するステップを含む。特に、患者の同側の肩、反対側の肩、患者の頭部、および反対側の乳房のいずれかが、視野の一部が患者の身体部分によって遮られるように、2つ以上の選択された角度の各々でX線源の視野内にあるかどうかを判定することができる。第2の視覚センサは、X線源の視野をキャプチャし、したがって、第2の患者位置評価は、第2の視覚センサで得られた1つまたは複数のカメラ画像を使用して実行され得る。第2の患者位置評価中に、選択された角度の各々で第2の視覚センサで得られた1つまたは複数のカメラ画像は、1つまたは複数のカメラ画像における患者の体の遮る部分を識別するように訓練された人工知能ベースのアルゴリズムに入力され得る。例えば、反対側の乳房の一部が1つまたは複数の選択された角度で見える場合には、アルゴリズムは、遮る部分および障害物が識別される角度を識別し、1つまたは複数のカメラ画像上に識別された障害物を示すことができる。
ステップ614に進んで、方法600は、ステップ612で説明するように、第2の患者位置の評価に基づいて障害物が検出されたかどうかを確認するステップを含む。ステップ614での答えが「はい」の場合には、方法600はステップ616に進み、リアルタイムフィードバックを提供して、圧迫された乳房位置を変えることなく、遮る身体部分を視野から遠ざけるように患者位置を調整する。次に、方法600はステップ614に戻り、患者位置の調整後に障害物が解消されるかどうかを検証する。
障害物が検出されない場合には、ステップ614での答えは「いいえ」であり、方法はステップ618に進み、ユーザインターフェースを介して、乳房位置および患者位置がDBT取得のために確認されることを示す。
ステップ620に進んで、方法600は、複数の角度の各々で複数のX線投影画像を取得することによってDBTを実行するステップを含む。
このように、DBT取得の前に、乳房位置と患者位置は、DBTのX線源回転の角度範囲内の2つ以上の選択された角度での第1の視覚センサ(患者の身体位置評価用)および第2の視覚センサ(乳房位置評価と障害物識別用)からのカメラ画像に基づいて評価することができる。X線源の複数の角度で乳房位置と患者位置を評価することにより、1つの角度だけでは簡単に検出できない可能性のある乳房位置と患者位置の誤差が特定され得、乳房位置と患者位置の1つまたは複数を調整するためのリアルタイムフィードバックが提供され得る。その結果、DBTの品質と一貫性が改善され得る。さらに、取得前に位置決め誤差を特定して修正することにより、リコールの必要性が減少し、それにより患者への放射線被曝が減少し、患者の快適さと診断の信頼性が向上する。
上記の方法600は、X線撮像なしでDBTスイートを実行し、X線でDBT取得を開始する前に、2つ以上のX線源角度で乳房位置および患者位置の1つまたは複数を評価することを記述しているが、いくつかの実施形態では、乳房位置および患者位置の1つまたは複数は、X線管を動かさずに複数のDBT角度で評価されてもよく、(X線によるDBT取得の前に)その評価に基づいてリアルタイムフィードバックが提供されてもよい。一例では、第2の視覚センサの位置は、ガントリーを動かさずに調整されて、複数のDBT角度での乳房位置および患者位置のうちの1つまたは複数を評価することができる。別の例では、DBTの複数の角度に対する乳房位置および患者位置の1つまたは複数の評価は、単一のカメラ位置および単一のガントリー位置で実行され得る。
一実施形態では、乳房がマンモグラフィ用に配置されているかどうかを判断するために、乳房の特徴のセットを評価することができる。乳房の特徴のセットは、ビューのタイプ(MLOまたはCCビュー)に基づいてもよい。さらに、乳房の特徴のセットは、組織の特徴、乳頭の特徴、乳房のひだ、および皮膚のひだを含んでもよい。一例では、乳房の特徴のセットを所望の順序で評価することができ、各ステップで患者位置を評価することができる。乳房の特徴の評価および患者の評価に基づいて、各特徴の評価に基づくリアルタイムフィードバックが提供されて、ユーザが乳房を位置決めするのを支援することができる。例えば、最初に、胸筋が識別され、カメラの視野に存在することが確認され得る。胸筋の存在を確認すると、コントローラは、すべての外側組織と内側組織が含まれていると判定することができる。次に、乳頭の位置を評価し、続いて乳房下のひだを識別する。最後に、組織、乳頭の位置、およびIMFに対する乳房の適切な配置を確認すると、コントローラは1つまたは複数の皮膚のひだが見えることを評価することができる。各ステップで、対応する特徴が検出されないか、適切に配置されていない場合には、コントローラはリアルタイムフィードバックを提供して、乳房と患者の1つまたは複数を調整することができる。このようにして、各ビューのマンモグラフィのための乳房の適切な位置決めを達成することができる。さらに、乳房の構造と患者位置を段階的に評価することにより、画像処理速度が向上し、フィードバック速度が向上し、その結果、乳房位置決め効率が全体的に向上する。
次に、図7は、図1Aのマンモグラフィシステム100などのマンモグラフィシステムに結合された視覚センサで得られたカメラ画像におけるグレアを低減するための方法700を示す高レベルのフローチャートを示す。視覚センサは、図1Aの第1の視覚センサ101、図1Bの第2の視覚センサ154、またはマンモグラフィシステムに結合された任意のカメラであってもよい。第1および第2の視覚センサは、患者画像および圧迫乳房画像を取得するために利用され、次いで、これらは、患者形態および乳房解剖学的構造目印に基づいて、患者位置および乳房位置の1つまたは複数を評価するために利用される。したがって、カメラ画像から乳房位置および患者位置を評価する前に、カメラ画像の下流分析を改善するために、カメラ画像をグレアについて分析し、検出された場合には、グレアを低減するように処理することができる。方法700は、図1Aのコントローラ44などの画像処理システム、画像処理システムに接続されたエッジデバイス、画像処理システムと通信するクラウド、またはそれらの任意の適切な組み合わせによって実施され得る。本明細書に記載の方法700は、図1A〜図1Dのシステムおよび構成要素に関して説明されているが、本方法は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステムおよび構成要素で実装することができることを理解されたい。方法700はカメラ画像に関して説明され、グレアを検出および低減するための方法700は、任意の視覚センサで得られた任意のカメラ画像に適用され得ることが理解されよう。
方法700は、ステップ702で開始する。ステップ702において、方法700は、カメラ画像を取得し、カメラ画像の関心領域を識別するステップを含む。関心領域は、位置評価のためにさらなる処理の対象となるカメラ画像上の領域を含んでもよい。例えば、(患者位置評価に使用される)第1の視覚センサからのカメラ画像が取得される場合には、関心領域は、患者およびX線システムを含むカメラ画像の一部を含んでもよい。第2の視覚センサ(乳房の解剖学的目印を識別するために使用され、したがって乳房位置評価に使用される)からのカメラ画像が得られる場合には、関心領域は、圧迫された乳房を含むカメラ画像の一部を含んでもよい。
次に、ステップ704において、方法700は、関心領域内にグレアが検出されるかどうかを判定するステップを含む。グレアは、1つまたは複数の光強度、彩度、輝度コントラストなどの測光特徴に基づいて検出できる。例えば、しきい値強度よりも大きい光強度、しきい値飽和レベルよりも小さい彩度、およびしきい値コントラストレベルよりも小さい輝度コントラストを有するカメラ画像の領域は、グレア領域を示すことができる。グレアが対象領域内で検出されない場合には、または対象領域外で検出された場合には、方法700はステップ708に進み、グレア調整が不要であることを示し、方法700は終了する。関心領域内でグレアが検出された場合には、方法700はステップ706に進む。
ステップ706において、方法700は、グレアを含む関心領域内の領域を示すステップを含む。次に、ステップ708で、方法700は、グレアを低減するためにユーザにフィードバックを提供するステップを含む。フィードバックは、ステップ712で、カメラ位置を調整するための指示と、ステップ714で、グレア領域が対象領域内にないようにグレア源(通常は光源である)を再配置するために部屋の照明を調整するための指示と、ステップ716で、カメラレンズに偏光フィルタを含めるかまたは調整するための指示と、を含むことができる。さらに、いくつかの例では、カメラの位置、部屋の照明、偏光フィルタ、およびグレアを低減するための1つまたは複数のグレア領域の各々の量と位置に基づくカメラ画像処理パラメータを含む1つまたは複数のカメラ画像キャプチャパラメータを調整することによって(例えば、カメラコントローラに1つまたは複数のカメラ画像キャプチャパラメータを調整するように命令することによって)グレアを低減することができる。
フィードバックを提供すると、方法700はステップ718に進む。ステップ718で、方法700は、グレアが関心領域内から除去されたかどうかを確認するステップを含む。ステップ718での答えが「はい」の場合には、方法700はステップ708に進み、グレア調整が完了したことを示し、方法700が終了する。しかし、グレアが関心領域から離れて移動しないか、またはしきい値量未満に減少しない場合には、方法700はステップ720に進む。
ステップ720で、方法700は、関心領域においてグレアが低減された合成画像を生成するために、画像の数および画像の数に対するカメラ設定(例えば、露光の低減)を決定するステップを含む。
ステップ722に進んで、方法700は、その後の乳房位置および/または患者位置の評価のために合成画像を利用するステップを含む。
本開示の技術的効果は、画像取得前の改善されたリアルタイムの乳房位置決め評価、ガイダンス、およびフィードバックを含み、それにより、患者への反復および/または増加した曝露なしに、より高品質のX線マンモグラフィ画像をもたらす。もう1つの技術的効果は、乳房位置を改善することで診断能力を改善し、リコールの必要性を減らすことである。さらに別の技術的効果は、より高品質のマンモグラフィ画像を取得するための初心者ユーザ向けの自動ガイダンスである。
一実施形態では、X線マンモグラフィシステムのための方法は、X線マンモグラフィシステムに結合された1つまたは複数のカメラを使用する視覚検出を介して、患者の患者位置、患者の部分像、および患者の乳房の解剖学的構造のうちの1つまたは複数を評価するステップと、評価に基づいて、患者位置決め誤差および乳房位置決め誤差のうちの1つまたは複数を検出するステップと、マンモグラフィシステムのユーザインターフェースを介して、検出に基づいてユーザにリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含む。本方法の第1の例では、本方法は、それに加えてまたはその代わりに、乳房の解剖学的構造が、圧迫パドルとX線マンモグラフィシステムの検出器との間の撮像ボリュームを含む視野を有するカメラで評価されることを含んでもよい。本方法の第2の例は、任意選択で第1の例を含み、患者位置は、X線マンモグラフィシステムおよび患者の第1の視野を有する第1のカメラからの入力に基づいて評価され、乳房の解剖学的構造は、圧迫パドルとX線マンモグラフィシステムの検出器との間の撮像ボリュームを含む第2の視野を有する第2のカメラからの入力に基づいて評価されることをさらに含む。本方法の第3の例は、任意選択で第1および第2の例のうちの1つまたは複数を含み、患者位置を評価するステップは、X線システムからの患者の肩の距離、患者の頭の位置、患者の足の位置、患者の姿勢、患者の身体の回転、および患者の背骨の位置を評価するステップを含むことをさらに含む。本方法の第4の例は、任意選択で第1から第3の例のうちの1つまたは複数を含み、X線マンモグラフィシステムによる画像取得の前に、患者位置決め誤差および乳房位置決め誤差のうちの1つまたは複数が検出されることをさらに含む。本方法の第5の例は、任意選択で第1から第4の例のうちの1つまたは複数を含み、患者位置決め誤差は、患者骨格モデルおよびX線マンモグラフィシステムに対する患者の相対的位置のうちの1つまたは複数に基づくことをさらに含む。本方法の第6の例は、任意選択で第1から第5の例のうちの1つまたは複数を含み、乳房位置決め誤差は、所望の取得ビュー、および撮像ボリューム内の乳房の1つまたは複数の乳房の解剖学的特徴に基づくことをさらに含む。本方法の第7の例は、任意選択で第1から第6の例のうちの1つまたは複数を含み、乳房位置決め誤差および患者位置決め誤差のうちの1つまたは複数は、患者およびユーザのうちの一人または複数の動き認識に基づいて検出されることをさらに含む。本方法の第8の例は、任意選択で第1から第7の例のうちの1つまたは複数を含み、所望の取得ビューが頭尾ビューである場合、乳房の解剖学的構造を評価するステップは、胸筋の包含、乳房のセンタリング、乳頭の位置、乳房間裂の包含、ならびに1つまたは複数の皮膚と脂肪のひだの欠如のうちの1つまたは複数を検出するステップと、各検出に基づいてリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含み、所望の取得ビューが中外側斜位ビューである場合、乳房の解剖学的構造を評価するステップは、胸筋の位置、乳頭の位置、腋窩組織の包含、乳房下のひだの包含、ならびに1つまたは複数の皮膚と脂肪のひだの欠如のうちの1つまたは複数を検出するステップと、各検出に基づいてリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含むことをさらに含む。本方法の第9の例は、任意選択で第1から第8の例のうちの1つまたは複数を含み、X線マンモグラフィシステムの動作の品質チェックモードおよび洗浄モードのうちの1つまたは複数の間に、1つまたは複数のカメラを使用した視覚検出を介して、ユーザ形態およびユーザ位置を評価するステップと、ユーザ形態およびユーザ位置に基づいて、X線マンモグラフィシステムの1つまたは複数の構成要素を調整するステップと、をさらに含み、1つまたは複数の構成要素は、X線マンモグラフィシステムのガントリーレール上の圧迫パドルホルダーの位置、X線システムの高さ、およびワークステーションの制御ステーションの高さを含む。本方法の第10の例は、任意選択で第1から第9の例のうちの1つまたは複数を含み、患者の乳房を圧迫する前に、1つまたは複数のカメラを使用する視覚検出を介して、患者形態および患者の乳房形態を評価するステップと、患者形態および乳房形態に基づいて、好ましい圧迫パドルを特定するステップと、ユーザインターフェース上で好ましい圧迫パドルを示すステップと、をさらに含む。本方法の第11の例は、任意選択で第1から第10の例のうちの1つまたは複数を含み、患者の乳房を圧迫する前に、1つまたは複数のカメラを使用する視覚検出を介して、患者形態および患者の乳房形態を評価するステップと、患者形態および乳房形態に基づいて、X線マンモグラフィシステムの支持テーブルの位置を調整するステップと、をさらに含む。
別の実施形態では、X線マンモグラフィシステムのための方法は、現在の動作モードを決定するステップと、1つまたは複数の視覚センサを含む視覚システムを介して、現在のモードに基づいてX線マンモグラフィシステムの撮像ボリューム内の乳房の乳房位置および患者位置を評価するステップと、評価に基づいて、患者位置決め誤差および乳房位置決め誤差のうちの1つまたは複数を検出するステップと、マンモグラフィシステムのユーザインターフェースを介した検出に基づいて、所望の乳房位置および所望の患者位置のうちの1つまたは複数の表示を含むリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含み、患者位置決め誤差は、患者の解剖学的構造およびX線マンモグラフィシステムに対する患者位置に基づいて検出され、乳房位置決め誤差は、乳房の1つまたは複数の解剖学的構造に基づいて検出される。本方法の第1の例では、本方法は、それに加えてまたはその代わりに、現在のモードがデジタル乳房トモシンセシスモードである場合、トモシンセシス取得を開始する前に、X線マンモグラフィシステムの角度範囲内の1つまたは複数のX線源角度で乳房位置決め誤差および患者位置決め誤差のうちの1つまたは複数を評価するステップを含んでもよい。本方法の第2の例は、任意選択で第1の例を含み、現在のモードのX線画像取得を開始するステップと、X線画像取得中に患者の動きを検出するステップと、検出に応答して患者位置変化による誤差を表示するステップと、をさらに含み、現在のモードは、デジタル乳房トモシンセシスモードおよび画像ガイド生検モードの一方である。本方法の第3の例は、任意選択で第1および第2の例のうちの1つまたは複数を含み、患者位置は、X線マンモグラフィシステムおよび患者の第1の視野を有する視覚システムの第1の視覚センサからの第1のカメラ画像に基づいて評価され、乳房位置は、X線マンモグラフィシステムの圧迫パドルと検出器との間の撮像ボリュームを含む第2の視野を有する視覚システムの第2の視覚センサからの第2のカメラ画像に基づいて評価されることをさらに含む。本方法の第4の例は、任意選択で第1から第3の例のうちの1つまたは複数を含み、第1の視覚センサおよび第2の視覚センサは、各々RGB深度タイプの視覚センサであり、所望の乳房位置および所望の患者位置のうちの1つまたは複数の表示は、それぞれ、第1のカメラ画像および第2のカメラ画像に提供されることをさらに含み、患者位置および乳房位置を評価するステップの前に、1つまたは複数のグレア領域について、第1のセンサの第1の視野および第2の視覚センサの第2の視野を評価するステップをさらに含む。本方法の第5の例は、任意選択で第1から第4の例のうちの1つまたは複数を含み、乳房のX線画像を取得するステップと、取得したX線画像に基づいて1つまたは複数の第2の乳房位置決め誤差を検出するステップと、取得したX線画像上の第2の表示を含む第2のフィードバックを提供するステップであって、第2の表示は、第2の乳房位置決め誤差および撮像される1つもしくは複数の所望の乳房構造を含む、ステップと、をさらに含み、第2のフィードバックは、マンモグラフィシステムのユーザインターフェースを介して提供される。
上記のシステムおよび方法はまた、医用撮像システムを提供し、医用撮像システムは、放射線を放出するための放射線源、放射線を受け取るための検出器、および視野を調整するためのコリメータを含むガントリーと、少なくとも第1の視覚センサおよび第2の視覚センサを含む視覚センサシステムと、第1の表示部分を含む第1のユーザインターフェースを含み、ガントリーに通信可能に結合されたワークステーションであって、ガントリーは第2の表示部分を含む第2のユーザインターフェースに結合された、ワークステーションと、を含み、ワークステーションはプロセッサを含み、プロセッサは非一時的メモリ内の命令で構成され、命令は、実行されるとプロセッサに、第1の視覚センサを用いて、患者および医用撮像システムの第1のカメラ画像を取得させ、第2の視覚センサを用いて、医用撮像システムの撮像ボリューム内の乳房の第2のカメラ画像を取得させ、第1のカメラ画像および第2のカメラ画像を用いて、医用撮像システムに対する患者位置、ならびに患者の全身位置および医用撮像システムに対する乳房位置を、患者の乳房の解剖学的構造に基づいて決定させ、第1のモデルと一致する患者位置および第2のモデルと一致する乳房位置に応答して、画像取得を開始させ、そうでなければ、医用撮像システムの第1および第2のユーザインターフェースを介してリアルタイムフィードバックを提供して、患者位置が第1のモデルと一致し、乳房位置が第2のモデルと一致するまで放射線源による画像取得を禁止させ、第1のユーザインターフェースおよび第2のインターフェースのうちの1つまたは複数を介して、患者位置の1つまたは複数が第1のモデルと一致せず、乳房位置が第2のモデルと一致しない場合にユーザが画像取得を開始するためのオプションを提供させ、第1のモデルおよび第2のモデルは、第1のカメラ画像および第2のカメラ画像を入力として使用する人工知能アルゴリズムに基づく。システムの第1の例では、システムは、それに加えてまたはその代わりに、第1の視覚センサは、医用撮像システムおよび患者の第1の視野を有し、第2の視覚センサは、医用撮像システムの撮像ボリュームの第2の視野を有し、第1のモデルは、患者骨格モデルおよび医用撮像システムに対する患者の相対位置のうちの1つまたは複数に基づき、第2のモデルは、所望の取得ビュー、および撮像ボリューム内の乳房の1つまたは複数の乳房の解剖学的特徴に基づくことを含む。
本明細書で使用する場合、単数形で列挙され、「1つの(a)」または「1つの(an)」という単語に続けられる要素またはステップは、除外することが明示的に述べられない限り、複数の前記要素またはステップを除外しないと理解されたい。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、列挙された特徴をも組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図しない。さらに、明示的に反対の記載がない限り、特定の性質を有する要素または複数の要素を「備える(comprising)」、「含む(including)」、または「有する(having)」実施形態は、その性質を有さない追加のそのような要素を含むことができる。「含む(including)」および「ここで(in which)」という用語は、それぞれの用語「備える(comprising)」および「ここで(wherein)」の平易な言葉での同等物として使用される。さらに、「第1の」、「第2の」、および「第3の」などの用語は、単にラベルとして使用され、それらの対象物に数値的要件または特定の位置的順序を課すことを意図しない。
本明細書は、最良の態様を含めて本発明を開示すると共に、いかなる当業者も、任意の装置またはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実施を含め、本発明を実践することを可能にするために実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されると共に、当業者に想起される他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有する場合には、または特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
[実施態様1]
X線マンモグラフィシステム(100、200)のための方法であって、
前記X線マンモグラフィシステム(100、200)に結合された1つまたは複数のカメラを使用する視覚検出を介して、患者の患者位置、前記患者の部分像、および前記患者の乳房の解剖学的構造のうちの1つまたは複数を評価するステップと、
前記評価に基づいて、患者位置決め誤差および乳房位置決め誤差のうちの1つまたは複数を検出するステップと、
前記マンモグラフィシステム(100、200)のユーザインターフェースを介して、前記検出に基づいてユーザにリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含む方法。
[実施態様2]
前記乳房の解剖学的構造は、圧迫パドル(40、164、222)と前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の検出器との間の撮像ボリュームを含む視野を有するカメラで評価される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様3]
前記患者位置は、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)および前記患者の第1の視野を有する第1のカメラからの入力に基づいて評価され、前記乳房の解剖学的構造は、圧迫パドル(40、164、222)と前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の検出器との間の撮像ボリュームを含む第2の視野を有する第2のカメラからの入力に基づいて評価される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様4]
患者位置を評価するステップは、前記X線システム(10、150、210)からの患者の肩の距離、患者の頭の位置、患者の足の位置、患者の姿勢、患者の身体の回転、および患者の背骨の位置を評価するステップを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様5]
前記X線マンモグラフィシステム(100、200)による画像取得の前に、患者位置決め誤差および前記乳房位置決め誤差のうちの前記1つまたは複数が検出される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様6]
前記患者位置決め誤差は、患者骨格モデルおよび前記X線マンモグラフィシステム(100、200)に対する前記患者の相対的位置のうちの1つまたは複数に基づく、実施態様1に記載の方法。
[実施態様7]
前記乳房位置決め誤差は、所望の取得ビュー、および前記撮像ボリューム内の乳房の1つまたは複数の乳房の解剖学的特徴に基づく、実施態様1に記載の方法。
[実施態様8]
前記乳房位置決め誤差および患者位置決め誤差のうちの1つまたは複数は、前記患者および前記ユーザのうちの一人または複数の動き認識に基づいて検出される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様9]
前記所望の取得ビューが頭尾ビューである場合、前記乳房の解剖学的構造を評価するステップは、胸筋の包含、乳房のセンタリング、乳頭の位置、乳房間裂の包含、ならびに1つまたは複数の皮膚と脂肪のひだの欠如のうちの1つまたは複数を検出するステップと、各検出に基づいてリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含み、所望の取得ビューが中外側斜位ビューである場合、前記乳房の解剖学的構造を評価するステップは、胸筋の位置、乳頭の位置、腋窩組織の包含、乳房下のひだの包含、ならびに1つまたは複数の皮膚と脂肪のひだの欠如のうちの1つまたは複数を検出するステップと、各検出に基づいてリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含む、実施態様7に記載の方法。
[実施態様10]
前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の動作の品質チェックモードおよび洗浄モードのうちの1つまたは複数の間に、
前記1つまたは複数のカメラを使用した前記視覚検出を介して、ユーザ形態およびユーザ位置を評価するステップと、
前記ユーザ形態および前記ユーザ位置に基づいて、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の1つまたは複数の構成要素を調整するステップと、
をさらに含み、
前記1つまたは複数の構成要素は、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)のガントリーレール上の圧迫パドルホルダーの位置、X線システム(10、150、210)の高さ、およびワークステーションの制御ステーションの高さを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様11]
患者の乳房を圧迫する前に、
前記1つまたは複数のカメラを使用する前記視覚検出を介して、患者形態および患者の乳房形態を評価するステップと、
前記患者形態および前記乳房形態に基づいて、好ましい圧迫パドル(40、164、222)を特定するステップと、
前記ユーザインターフェース上で前記好ましい圧迫パドル(40、164、222)を示すステップと、
をさらに含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様12]
患者の乳房を圧迫する前に、
前記1つまたは複数のカメラを使用する前記視覚検出を介して、患者形態および患者の乳房形態を評価するステップと、
前記患者形態および前記乳房形態に基づいて、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の支持テーブルの位置を調整するステップと、
をさらに含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様13]
X線マンモグラフィシステム(100、200)のための方法であって、
現在の動作モードを決定するステップと、
1つまたは複数の視覚センサを含む視覚システムを介して、前記現在のモードに基づいて前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の撮像ボリューム内の乳房の乳房位置および患者位置を評価するステップと、
前記評価に基づいて、患者位置決め誤差および乳房位置決め誤差のうちの1つまたは複数を検出するステップと、
前記マンモグラフィシステム(100、200)のユーザインターフェースを介した前記検出に基づいて、所望の乳房位置および所望の患者位置のうちの1つまたは複数の表示を含むリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含み、
前記患者位置決め誤差は、患者の解剖学的構造および前記X線マンモグラフィシステム(100、200)に対する患者位置に基づいて検出され、
前記乳房位置決め誤差は、前記乳房の1つまたは複数の解剖学的構造に基づいて検出される、方法。
[実施態様14]
前記現在のモードがデジタル乳房トモシンセシスモードである場合、トモシンセシス取得を開始する前に、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の角度範囲内の1つまたは複数のX線源角度で前記乳房位置決め誤差および前記患者位置決め誤差のうちの1つまたは複数を評価するステップをさらに含む、
実施態様13に記載の方法。
[実施態様15]
前記現在のモードのX線画像取得を開始するステップと、
前記X線画像取得中に前記患者の動きを検出するステップと、
前記検出に応答して患者位置変化による誤差を表示するステップと、
をさらに含み、
前記現在のモードは、デジタル乳房トモシンセシスモードおよび画像ガイド生検モードの一方である、実施態様13に記載の方法。
[実施態様16]
前記患者位置は、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)および前記患者の第1の視野を有する前記視覚システムの第1の視覚センサ(101)からの第1のカメラ画像に基づいて評価され、前記乳房位置は、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の圧迫パドル(40、164、222)と検出器との間の撮像ボリュームを含む第2の視野を有する前記視覚システムの第2の視覚センサ(154)からの第2のカメラ画像に基づいて評価される、実施態様13に記載の方法。
[実施態様17]
前記第1の視覚センサ(101)および前記第2の視覚センサ(154)は、各々RGB深度タイプの視覚センサであり、所望の乳房位置および所望の患者位置のうちの1つまたは複数の表示は、それぞれ、前記第1のカメラ画像および前記第2のカメラ画像に提供され、前記患者位置および前記乳房位置を評価するステップの前に、1つまたは複数のグレア領域について、前記第1のセンサの前記第1の視野および前記第2の視覚センサ(154)の前記第2の視野を評価するステップをさらに含む、実施態様13に記載の方法。
[実施態様18]
前記乳房のX線画像を取得するステップと、
前記取得したx線画像に基づいて1つまたは複数の第2の乳房位置決め誤差を検出するステップと、
前記取得したX線画像上の第2の表示を含む第2のフィードバックを提供するステップであって、前記第2の表示は、前記第2の乳房位置決め誤差および撮像される1つもしくは複数の所望の乳房構造を含む、ステップと、
をさらに含み、
前記第2のフィードバックは、前記マンモグラフィシステム(100、200)の前記ユーザインターフェースを介して提供される、実施態様13に記載の方法。
[実施態様19]
医用撮像システムであって、
放射線を放出するための放射線源、前記放射線を受け取るための検出器、および視野を調整するためのコリメータを含むガントリーと、
少なくとも第1の視覚センサ(101)および第2の視覚センサ(154)を含む視覚センサシステム(153、252)と、
第1の表示部分を含む第1のユーザインターフェースを含み、前記ガントリーに通信可能に結合されたワークステーションであって、前記ガントリーは第2の表示部分を含む第2のユーザインターフェースに結合された、ワークステーションと、を含み、
前記ワークステーションはプロセッサ(258)を含み、前記プロセッサ(258)は非一時的メモリ(260)内の命令で構成され、前記命令は、実行されると前記プロセッサ(258)に、
前記第1の視覚センサ(101)を用いて、患者および前記医用撮像システムの第1のカメラ画像を取得させ、
前記第2の視覚センサ(154)を用いて、前記医用撮像システムの撮像ボリューム内の乳房の第2のカメラ画像を取得させ、
前記第1のカメラ画像および前記第2のカメラ画像を用いて、前記医用撮像システムに対する患者位置、ならびに患者の全身位置および前記医用撮像システムに対する乳房位置を、患者の乳房の解剖学的構造に基づいて決定させ、
第1のモデルと一致する前記患者位置および第2のモデルと一致する前記乳房位置に応答して、画像取得を開始させ、そうでなければ、前記医用撮像システムの前記第1および前記第2のユーザインターフェースを介してリアルタイムフィードバックを提供して、前記患者位置が前記第1のモデルと一致し、前記乳房位置が前記第2のモデルと一致するまで前記放射線源による画像取得を禁止させ、
前記第1のユーザインターフェースおよび前記第2のインターフェースのうちの1つまたは複数を介して、前記患者位置の1つまたは複数が前記第1のモデルと一致せず、前記乳房位置が前記第2のモデルと一致しない場合にユーザが画像取得を開始するためのオプションを提供させ、
前記第1のモデルおよび前記第2のモデルは、前記第1のカメラ画像および前記第2のカメラ画像を入力として使用する人工知能アルゴリズムに基づく、医用撮像システム。
[実施態様20]
前記第1の視覚センサ(101)は、前記医用撮像システムおよび前記患者の第1の視野を有し、前記第2の視覚センサ(154)は、前記医用撮像システムの撮像ボリュームの第2の視野を有し、前記第1のモデルは、患者骨格モデルおよび前記医用撮像システムに対する前記患者の相対位置のうちの1つまたは複数に基づき、前記第2のモデルは、所望の取得ビュー、および前記撮像ボリューム内の乳房の1つまたは複数の乳房の解剖学的特徴に基づく、実施態様19に記載のシステム。
10 X線システム
15 ガントリー
16 放射線源、X線源
18 放射線検出器
20 コリメータ
24 表面
36 患者シールド
38 フェイスシールドレール
40 圧迫パドル
42 支持構造体
43 ワークステーション
44 X線システムコントローラ
47 ケーブル
48 放射線シールド
50 ユーザインターフェース/表示部分
52 キーボード
54 マウス
56 ディスプレイ/ユーザインターフェース
58 軸
60 垂直軸
100 マンモグラフィシステム
101 第1の視覚センサ/カメラ
102 ワークステーション視覚センサ/カメラ
150 X線システム
153 視覚センサシステム
154 第2の視覚センサ/カメラ
155 軸/矢印
156 軸
157 レール
158 ガントリー
160 放射線源
164 圧迫パドル
168 放射線検出器
170 支持構造体
172 支持レール
185 両端矢印
186 両端矢印
190 拡大部分
194 第2の制御ステーション
195 第2のユーザインターフェース
196 第2のディスプレイ
200 マンモグラフィシステム
210 X線システム
212 生検装置
214 生検装置付属品
216 針
218 アダプタ
220 生検スペーサ
222 圧迫パドル
224 ファントム
226 環境
228 ワークステーション
230 標本
232 車椅子
234 生検ベッド
236 患者
237 ユーザ
238 プロセスおよび動作
250 医療視覚システム
252 視覚センサシステム
254 カメラ
256 画像処理システム
258 プロセッサ
260 非一時的メモリ
262 ニューラルネットワークモジュール
264 カメラ画像データ
266 付属品監視モジュール
268 ユーザ入力監視モジュール
270 環境監視モジュール
272 ワークフロー監視モジュール
274 患者監視モジュール
275 医用画像データ
276 X線システムアクチュエータ
278 画像取得アクチュエータ
280 ガントリー運動アクチュエータ
285 圧迫パドルアクチュエータ
286 ユーザインターフェース
288 視覚アラート
290 可聴アラート
292 画像取得入力
294 付属品情報入力
300 方法
302 ステップ
304 ステップ
305 ステップ
306 ステップ
307 ステップ
308 ステップ
310 ステップ
311 ステップ
312 ステップ
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400 方法
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800 X線システムの部分
802 X線源
811 圧迫された乳房
812 円錐ビーム
814 投影視野
816 カメラ視野
820 投影視野
822 カメラ視野
850 X線システムの部分
860 垂直軸

Claims (15)

  1. X線マンモグラフィシステム(100、200)のための方法であって、
    前記X線マンモグラフィシステム(100、200)に結合された1つまたは複数のカメラを使用する視覚検出を介して、患者の患者位置、前記患者の部分像、および前記患者の乳房の解剖学的構造のうちの1つまたは複数を評価するステップと、
    前記評価に基づいて、患者位置決め誤差および乳房位置決め誤差のうちの1つまたは複数を検出するステップと、
    前記マンモグラフィシステム(100、200)のユーザインターフェースを介して、前記検出に基づいてユーザにリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含む方法。
  2. 前記乳房の解剖学的構造は、圧迫パドル(40、164、222)と前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の検出器との間の撮像ボリュームを含む視野を有するカメラで評価される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記患者位置は、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)および前記患者の第1の視野を有する第1のカメラからの入力に基づいて評価され、前記乳房の解剖学的構造は、圧迫パドル(40、164、222)と前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の検出器との間の撮像ボリュームを含む第2の視野を有する第2のカメラからの入力に基づいて評価される、請求項1に記載の方法。
  4. 患者位置を評価するステップは、前記X線システム(10、150、210)からの患者の肩の距離、患者の頭の位置、患者の足の位置、患者の姿勢、患者の身体の回転、および患者の背骨の位置を評価するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記患者位置決め誤差は、患者骨格モデルおよび前記X線マンモグラフィシステム(100、200)に対する前記患者の相対的位置のうちの1つまたは複数に基づく、請求項1に記載の方法。
  6. 前記乳房位置決め誤差は、所望の取得ビュー、および前記撮像ボリューム内の乳房の1つまたは複数の乳房の解剖学的特徴に基づく、請求項1に記載の方法。
  7. 前記乳房位置決め誤差および患者位置決め誤差のうちの1つまたは複数は、前記患者および前記ユーザのうちの一人または複数の動き認識に基づいて検出される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記所望の取得ビューが頭尾ビューである場合、前記乳房の解剖学的構造を評価するステップは、胸筋の包含、乳房のセンタリング、乳頭の位置、乳房間裂の包含、ならびに1つまたは複数の皮膚と脂肪のひだの欠如のうちの1つまたは複数を検出するステップと、各検出に基づいてリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含み、所望の取得ビューが中外側斜位ビューである場合、前記乳房の解剖学的構造を評価するステップは、胸筋の位置、乳頭の位置、腋窩組織の包含、乳房下のひだの包含、ならびに1つまたは複数の皮膚と脂肪のひだの欠如のうちの1つまたは複数を検出するステップと、各検出に基づいてリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含む、請求項6に記載の方法。
  9. 前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の動作の品質チェックモードおよび洗浄モードのうちの1つまたは複数の間に、
    前記1つまたは複数のカメラを使用した前記視覚検出を介して、ユーザ形態およびユーザ位置を評価するステップと、
    前記ユーザ形態および前記ユーザ位置に基づいて、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の1つまたは複数の構成要素を調整するステップと、
    をさらに含み、
    前記1つまたは複数の構成要素は、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)のガントリーレール上の圧迫パドルホルダーの位置、X線システム(10、150、210)の高さ、およびワークステーションの制御ステーションの高さを含む、請求項1に記載の方法。
  10. 患者の乳房を圧迫する前に、
    前記1つまたは複数のカメラを使用する前記視覚検出を介して、患者形態および患者の乳房形態を評価するステップと、
    前記患者形態および前記乳房形態に基づいて、好ましい圧迫パドル(40、164、222)を特定するステップと、
    前記ユーザインターフェース上で前記好ましい圧迫パドル(40、164、222)を示すステップと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  11. X線マンモグラフィシステム(100、200)のための方法であって、
    現在の動作モードを決定するステップと、
    1つまたは複数の視覚センサを含む視覚システムを介して、前記現在のモードに基づいて前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の撮像ボリューム内の乳房の乳房位置および患者位置を評価するステップと、
    前記評価に基づいて、患者位置決め誤差および乳房位置決め誤差のうちの1つまたは複数を検出するステップと、
    前記マンモグラフィシステム(100、200)のユーザインターフェースを介した前記検出に基づいて、所望の乳房位置および所望の患者位置のうちの1つまたは複数の表示を含むリアルタイムフィードバックを提供するステップと、を含み、
    前記患者位置決め誤差は、患者の解剖学的構造および前記X線マンモグラフィシステム(100、200)に対する患者位置に基づいて検出され、
    前記乳房位置決め誤差は、前記乳房の1つまたは複数の解剖学的構造に基づいて検出される、方法。
  12. 前記現在のモードがデジタル乳房トモシンセシスモードである場合、トモシンセシス取得を開始する前に、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の角度範囲内の1つまたは複数のX線源角度で前記乳房位置決め誤差および前記患者位置決め誤差のうちの1つまたは複数を評価するステップをさらに含む、
    請求項11に記載の方法。
  13. 前記患者位置は、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)および前記患者の第1の視野を有する前記視覚システムの第1の視覚センサ(101)からの第1のカメラ画像に基づいて評価され、前記乳房位置は、前記X線マンモグラフィシステム(100、200)の圧迫パドル(40、164、222)と検出器との間の撮像ボリュームを含む第2の視野を有する前記視覚システムの第2の視覚センサ(154)からの第2のカメラ画像に基づいて評価される、請求項11に記載の方法。
  14. 前記第1の視覚センサ(101)および前記第2の視覚センサ(154)は、各々RGB深度タイプの視覚センサであり、所望の乳房位置および所望の患者位置のうちの1つまたは複数の表示は、それぞれ、前記第1のカメラ画像および前記第2のカメラ画像に提供され、前記患者位置および前記乳房位置を評価するステップの前に、1つまたは複数のグレア領域について、前記第1のセンサの前記第1の視野および前記第2の視覚センサ(154)の前記第2の視野を評価するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
  15. 医用撮像システムであって、
    放射線を放出するための放射線源、前記放射線を受け取るための検出器、および視野を調整するためのコリメータを含むガントリーと、
    少なくとも第1の視覚センサ(101)および第2の視覚センサ(154)を含む視覚センサシステム(153、252)と、
    第1の表示部分を含む第1のユーザインターフェースを含み、前記ガントリーに通信可能に結合されたワークステーションであって、前記ガントリーは第2の表示部分を含む第2のユーザインターフェースに結合された、ワークステーションと、を含み、
    前記ワークステーションはプロセッサ(258)を含み、前記プロセッサ(258)は非一時的メモリ(260)内の命令で構成され、前記命令は、実行されると前記プロセッサ(258)に、
    前記第1の視覚センサ(101)を用いて、患者および前記医用撮像システムの第1のカメラ画像を取得させ、
    前記第2の視覚センサ(154)を用いて、前記医用撮像システムの撮像ボリューム内の乳房の第2のカメラ画像を取得させ、
    前記第1のカメラ画像および前記第2のカメラ画像を用いて、前記医用撮像システムに対する患者位置、ならびに患者の全身位置および前記医用撮像システムに対する乳房位置を、患者の乳房の解剖学的構造に基づいて決定させ、
    第1のモデルと一致する前記患者位置および第2のモデルと一致する前記乳房位置に応答して、画像取得を開始させ、そうでなければ、前記医用撮像システムの前記第1および前記第2のユーザインターフェースを介してリアルタイムフィードバックを提供して、前記患者位置が前記第1のモデルと一致し、前記乳房位置が前記第2のモデルと一致するまで前記放射線源による画像取得を禁止させ、
    前記第1のユーザインターフェースおよび前記第2のインターフェースのうちの1つまたは複数を介して、前記患者位置の1つまたは複数が前記第1のモデルと一致せず、前記乳房位置が前記第2のモデルと一致しない場合にユーザが画像取得を開始するためのオプションを提供させ、
    前記第1のモデルおよび前記第2のモデルは、前記第1のカメラ画像および前記第2のカメラ画像を入力として使用する人工知能アルゴリズムに基づく、医用撮像システム。
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