JP2023510545A - 胸部撮像のためのマルチモーダルシステム - Google Patents

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Abstract

胸部撮像用のマルチモーダルシステムには、X線源と、胸部を通過した後にX線源からのX線を検出するように構成されたX線検出器が含まれる。このシステムは、X線検出器を胸部からの第1の変位位置から少なくとも1つは胸部に直接隣接するかまたはその中の第2の変位位置に並進できるように、X線検出器に動作可能に接続されたX線検出器変換システムを含む。このシステムは、以下のように構成されたX線画像プロセッサを含む。X線検出器からCTデータセットを受信し、CTデータセットは、第1の変位位置でX線検出器によって検出される。胸部のCT画像を計算する。マンモグラフィーデータセットをX線検出器から受信し、マンモグラフィーデータセットは、第2の変位位置でX線検出器によって検出される。胸部のマンモグラフィー画像を計算する。【選択図】 図1B

Description

関連出願の相互参照
この出願は、2020年1月16日に出願された米国仮出願第62/961,886号に対する優先権を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、国立衛生研究所(NIH)によって授与された助成金番号R01CA181081およびR01CA214515の下で政府の支援を受けてなされた。政府は本発明において一定の権利を有している。
本発明の現在クレーム(特許請求)されている実施形態は、医療撮像および誘導システム、より具体的には胸部X線撮像および生検誘導システムに向けられている。
胸部撮像の現在の最先端は、典型的にはデジタルマンモグラフィーであり、胸部トモシンセシスと呼ばれることが多い限定角度断層撮影法と組み合わされることがあるが、胸部撮像コミュニティによって、これらの二次元または疑似三次元画像診断法は、乳がんの検出、診断、および評価のニーズに完全には対応していないと認識されている。
いく人かの研究者および企業は、ゼネラルエレクトリック(1)による初期の努力およびUCデービス(2)、コーニングコーポレーション(3)などによるより最近の研究を含む、胸部撮像のためのコンピュータ断層撮影原理の使用を研究した。これらの調査研究および特許によって説明されているシステムは、一般に、患者がテーブルにうつ伏せになり、胸部がそのテーブルの穴からいわゆるペンダント位置にぶら下がっている状態で、一度に1つの胸部を撮像することを説明している。
しかしながら、これらの胸部コンピュータ断層撮影(CT)ベースのシステムのいずれも、患者を別個の撮像システム間で移動させる必要なしに、完全な3DCTデータセットに加えてマンモグラムを生成する撮像システムの能力を含まない。
本発明のいくつかの実施形態によれば、胸部撮像のためのマルチモーダルシステムは、X線源と、胸部の少なくとも一部を通過した後にX線源からのX線を検出するように構成されたX線検出器とを含む。該マルチモーダルシステムは、X線検出器を胸部からの第1の変位位置から、胸部と接触しているまたはそのすぐ隣に位置する少なくとも1つの第2の変位位置に並進することができるように、X線検出器に動作可能に接続されたX線検出器並進システムを含む。該マルチモーダルシステムは、X線検出器から、第1の変位位置でX線検出器によって検出されるコンピュータ断層撮影(CT)データセットを受信し、CTデータセットに基づいて胸部のCT画像を計算し、第2の変位位置でX線検出器によって検出されるマンモグラフィーデータセットをX線検出器から受信し、マンモグラフィーデータセットに基づいて胸部のマンモグラフィー画像を計算するようにX線検出器と通信すべく構成されたX線画像プロセッサを含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、マルチモーダル胸部撮像を実行するための方法は、胸部からの第1の変位位置でX線検出器からCTデータセットを取得すること、およびCTデータセットに基づいて胸部のCT画像を計算することを含む。この方法はまた、胸部に直接隣接するかまたは胸部と接触する少なくとも1つの第2の変位位置でX線検出器からマンモグラフィーデータセットを取得し、マンモグラフィーデータセットに基づいて胸部のマンモグラフィー画像を計算することを含む。
さらなる目的および利点は、説明、図面、および例を検討することから明らかになるであろう。
図1Aは、本発明のいくつかの実施形態による胸部撮像のためのマルチモーダルシステムの上面図の概略図である。図1Aは、胸部コンピュータ断層撮影(CT)の構成におけるシステムを示しており、X線ビームは、X線源から出て、X線コリメータを通過し、胸部を通過し、検出器に当たる。このシステムは、胸部のCTデータを取得するために、胸部の周りを完全に(360°以上)回転させることができる。X線源は回転軸からX線源とアイソセンター間の距離(SIC)だけ離れた位置に配置され、アイソセンターとX線検出器の間の距離は検出器からアイソセンターまでの距離(DIC)として定義される。
図1Bは、本発明のいくつかの実施形態による胸部撮像のためのマルチモーダルシステムの側面図の概略図である。図1Bは、X線管サポートおよび検出器サポートが回転ガントリー上にある、胸部CT用の構成のシステムを示している。ガントリーは、ベアリングシステムによって定義されるアイソセンターを中心に回転し、多くの場合ベアリングシステムの一部であるモーターによって推進される。
図2Aおよび図2Bは、本発明のいくつかの実施形態によるX線検出器の再配置を可能にするマルチモーダルシステムの概略図である。図2Aは、胸部CT取得のための形状を示し、一方、図2Bは、2Dマンモグラフィー取得のための形状を示しており、X線管および関連する支持構造が、DICを低減するために、ガントリーに沿って胸部に向かって並進される。この形状は、デジタルマンモグラフィーの形状に似ている。
図3Aおよび図3Bは、システムがデジタルマンモグラフィー取得モードで使用され、この取得ジオメトリにおける散乱を低減するための、散乱防止X線グリッドの導入を示している。X線散乱グリッドは、デジタルマンモグラムを取得する前に機械的にX線フィールドに並進できる。
図4Aおよび図4Bは、本発明のいくつかの実施形態によるX線検出器の並進を示している。図4Bに示されるように、ガントリー全体は、ガントリーモーターアセンブリ上のその取り付けブラケットに対して並進されている。このジオメトリは、3D胸部CT取得に使用されるのと同じ、2Dマンモグラフィー取得のソースから検出器までの距離を維持する。この構成では、X線管サポートと検出器サポート構造は必ずしもガントリーの上を並進するわけではない。むしろ、ガントリーはモーターアセンブリに対して並進する。
図5Aは、CT取得ジオメトリを示し、図5Bは、本発明のいくつかの実施形態による、散乱防止X線グリッドと組み合わされた、ガントリー並進形状を備えたマンモグラフィーおよびトモシンセシス取得モードを示している。
図6Aは、胸部を圧迫するのにも役立つ可能性があり、システムの胸部CT取得モードで使用することができる固定化デバイスの導入を示している。圧迫/固定化システムは、回転するガントリーとベアリングアセンブリを貫通する固定構造部材から支持することも、患者の胸部に対して静止している患者テーブルから吊り下げることもできる。
図6Bは、デジタルマンモグラムを取得するための形状でシステムによって展開された胸部圧迫/固定化システムの概略図である。システムは、図3Bおよび図4Bに示されるように、X線散乱グリッドの有無にかかわらず展開することができる。この図は、X線管サポートとX線検出器がガントリーに対して静止しているマンモグラフィーの形状を示している。ガントリーはモーターアセンブリ上で移動する。別の実施形態には、図2Bに示されるように、マンモグラフィー形状を達成するためのガントリー上のX線検出器システムの並進を含むであろう。
図7は、平面圧迫面を備えた遠隔制御圧迫/固定装置の概略図である。図示のように、一方または両方の表面はまた、生検アクセス窓を提供し得る。
図8は、非平面圧迫面を備えた遠隔制御圧迫/固定化デバイスの概略図であり、これを使用して、撮像および生検の両方に対して優れた固定化を維持しながら、疑似円筒形に胸部を配置することができる。
図9は、複数の焦点を含むX線管を備えた胸部CTシステムの概略図であり、これらは、一般に、撮像システムのz軸に沿って、同一直線上または互い違いの位置に配置される。複数の焦点スポットにより、円錐角を小さくしてCTを取得できる。この構成(オーバーラップジオメトリと呼ばれます)では、各焦点スポットを検出器の表面のほとんどまたはすべてに沿って投影できる。
図10Aは、同一平面圧迫システムを使用する圧迫胸部の胸部CT専用の管電流変調を示す概略図である。
図10Bは、非平面圧迫パドルを使用して圧迫および固定化された胸部の胸部CT専用の管電流変調を示す概略図である。
図11は、疑わしい病変の位置を撮像する際にX線源の1つだけ(すべてではないが1つまたは複数)が使用されるマルチソースシステムの概略図である。この形状により、X線技術(mAまたは時間またはkV、またはそれらの組み合わせ)を増やして、より高い信号対雑音比(SNR)画像を提供できるが、胸部への照射はごくわずかであるため胸部への線量はごくわずかになる。この形状はまた、大きな円錐角を事実上排除し、仮想(X線)画像生検として使用することも、この形状を使用して、胸部の物理的な針芯(または他の)生検をガイドすることもできる。
図12は、マルチモーダル胸部撮像を実行するための方法を示すフローチャートである。
本発明のいくつかの実施形態は、以下で詳細に論じられる。実施形態を説明する際に、明確にするために特定の用語が使用される。しかしながら、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図するものではない。関連技術の当業者は、本発明の広い概念から逸脱することなく、他の同等の構成要素を使用することができ、他の方法を開発できることを認識するであろう。背景および詳細な説明のセクションを含む、本明細書のどこかで引用されているすべての参考文献は、それぞれが個別に組み込まれているかのように、参照により組み込まれている。
胸部撮像の分野へのトモシンセシスの導入は、主として、それが既存のデジタルマンモグラフィーシステムに結合されたという事実によって可能にされた。デジタルマンモグラフィーシステムは微小石灰化の検出に優れていることが広く認識されていたため、この観察は重要であるが、初期のトモシンセシスシステムは腫瘤病変の検出に適している可能性がある。実際、トモシンセシスは微小石灰化の検出においてデジタルマンモグラフィーほど効率的ではないことが認識されていた。したがって、トモシンセシスの米国市場への早期導入(つまり、FDAの承認)では、スタンドアロンの胸部画像診断法ではなく、マンモグラフィーへのアドオンである必要があった。
本発明の実施形態は、マンモグラフィーの高解像度機能、ならびにトモシンセシスによって提供される疑似3D画像取得機能を利用する。いくつかの実施形態による本発明は、単一の胸部撮像システムを含み、該胸部撮像システムは、胸部が検出器にほぼ接触している状態で2Dによる従来のマンモグラムの取得を可能にし、次に3D胸部CTデータセットの取得のための迅速な再配置(および潜在的な再構成)を可能にする。
さらに、胸壁の近くで高品質の画像を生成する必要があるため、胸部CTシステムに使用されるコーンビーム形状は、典型的には、X線焦点が胸の側面の後方に向かって配置されるハーフコーンビーム形状である。この形状は、胸部の前部に向かって最大になる大きな円錐角を作成する。大きな円錐角の撮像は、Tuyの原理に違反するためにヌルコーンに悩まされるため、本発明の実施形態はまた、前後 (A‐P) 距離にまたがり、円錐角が減少した多数の投影画像を作成する単一の真空エンクロージャ内に複数のX線焦点を含む可能性を含む。
本発明の実施形態は、完全な3次元(360°を超える角度取得)胸部コンピュータ断層撮影撮像システム(bCT)上で、高品質の2次元デジタルマンモグラフィー取得を可能にする。このシステムは、例えば全角度で15°から60°の範囲の取得角度で、制限された角度の断層撮影(トモシンセシスとしても知られている)を実行する機能を備えている場合と備えていない場合がある。
胸部CTは、デジタルマンモグラフィーと比較して優れた腫瘤病変検出性能を提供することが示されているが、空間分解能、画像ノイズ、焦点スポットブラーなどを含む多くの要因が組み合わさって、胸部の完全な3Dコンピュータ断層撮影画像データセットにおける微小石灰化の検出可能性が低下する。多くの研究グループがこれらの制限に対処するために取り組んでいるが、本発明の実施形態は、完全な3D胸部CTデータセットの取得と同じ設定で胸部の1つまたは複数のデジタルマンモグラムの取得を可能にするデジタルマンモグラフィーシステムを組み合わせる。
さらに、いくつかの実施形態では、bCTシステムは、コーンビームbCTシステムであり得る。胸部の撮像に使用されるコーンビームCTジオメトリは、コーンビームジオメトリによって生成されるアーティファクトに対して比較的堅牢であるが、これらのコーンビームアーティファクトの役割は、研究撮像コミュニティによって完全には理解されていない可能性がある。したがって、本発明の実施形態はまた、コーンビームCT形状の制限に直接対処するマルチソースX線管技術の導入を含むことができる。マルチソースX線管技術の1つの構成は、ここでは「重複するX線ビーム形状」として定義されている。
図1Aおよび図1Bは、本発明のいくつかの実施形態による胸部撮像のためのマルチモーダルシステム100の概略図である。図1Aはシステム100の上面図を示し、図1Bは、システム100の側面図を示す。いくつかの実施形態によるマルチモーダルシステム100は、X線源102と、胸部108の少なくとも一部を通過した後に通過後にX線源102からのX線106を検出するように構成されたX線検出器104とを含む。システム100は、X線検出器104を、乳房108からの第1の変位位置から、胸部108に直接隣接するかまたは接触するかの少なくとも1つである第2の変位位置に並進できるようにするように、X線検出器104に動作可能に接続されたX線検出器並進システム110を含む。システム100は、X線検出器104と通信して、X線検出器104からのCTデータセットを受信するように構成されたX線画像プロセッサ112を含み、CTデータセットは、第1の変位位置の位置でX線検出器104によって検出され、X線画像プロセッサ112はCTデータセットに基づいて胸部108のCT画像を計算する。X線画像プロセッサ112はさらに、X線検出器104からマンモグラフィーデータセットを受信するようにX線検出器104と通信するように構成され、マンモグラフィーデータセットは、第2の変位位置においてX線検出器104によって検出される。そして、X線画像プロセッサ112は、マンモグラフィーデータセットに基づいて胸部108のマンモグラフィー画像を計算する。
いくつかの実施形態によるマルチモーダルシステム100は、X線源102およびX線検出器104に機械的に結合されたガントリー114、およびガントリーコントローラー116を含む。ガントリーコントローラー116は、CTデータセットの検出中にX線源102およびX線検出器104を胸部108の周りで回転させ、X線検出器104が第2の変位位置にあるときにガントリー114が回転するのを防ぐように、ガントリー114を制御するように構成される。
いくつかの実施形態によるマルチモーダルシステム100は、X線源支持体117、およびX線源102によって放出されたX線をコリメートするX線コリメータ118を含む。X線は、X線焦点スポット124で胸部108に集束される。マルチモーダルシステム100はまた、検出器支持体120を含み得る。検出器支持体120は、X線検出器104をX線検出器並進システム110に動作可能に接続することができる。
いくつかの実施形態によるマルチモーダルシステム100は、ベアリングおよびモーター122を含む。ベアリングおよびモーター122は、回転軸126の周りでガントリー114を回転させる。ガントリー114は、患者テーブル128の下に配置され得る。患者の胸部108は、患者の胸部108の撮像中に、患者テーブル128の穴を通してペンダントを吊るすことができる。いくつかの実施形態によれば、X線源支持体117および検出器支持体120は、ガントリー114のアイソセンターに向かっておよび離れるように並進するように構成される。これは、胸部108を通って延びる回転軸126として定義される。いくつかの実施形態によれば、マルチモーダルシステム100がコーンビームCTデータセットを生成し、コーンビームCT撮像を実行できるような態様で、X線源102は、コーンビームX線源を形成し、X線検出器104は、フラットパネルX線検出器を形成する。
図2A‐6Bは、本発明の様々な実施形態によるマルチモーダルシステムを示す。図1Aと1Bにおける同様の参照符号は同様の機能に対応する。例えば、図1の参照符号104は、図2Aの204、および図3Aの304は、それぞれ、X線検出器を指し示す。
図2Aおよび図2Bは、本発明のいくつかの実施形態による、X線検出器204の再配置を可能にするマルチモーダルシステム200の概略図である。図2Aは、胸部208からの第1の変位位置におけるX線検出器204を示している。図2Bは、胸部208に直接隣接するかまたは胸部208と接触する少なくとも1つの第2の変位位置におけるX線検出器204を示す。X線検出器並進システム210は、X線検出器204を図2Aに示す第1の位置から図2Bに示す第2の位置へ並進する。いくつかの実施形態によるX線検出器並進システム210は、図2Aおよび2Bに示されるように、X線源202の位置を変更することなく、X線検出器204を第1の変位位置から第2の変位位置に並進するように構成される。
図2Aのシステム200は、胸部CTシステムがCT撮像用に構成されていることを示し、図2Bは、X線検出器204の機械的並進によってX線検出器204がアイソセンターに向かって移動するシステム200を示している。X線検出器204を胸部208に近づけるプロセスは、胸部208の倍率を低下させ、焦点の有限サイズの影響を減らし、空間分解能を高める。実際には、従来のX線源および検出器技術を使用してデジタルマンモグラムを生成することには、X線源の電位をデジタルマンモグラフィーと同様のもの、たとえば26‐35kVに低減し、検出器取得のモードを1x1のモードに変更することも含まれる場合がある。これにより、検出器の空間分解能が従来のデジタルマンモグラフィーに使用されるものと同様になるように改善される可能性がある。
胸部CT取得に必要な検出器のフレームレートを増加させるために、検出器要素ビニングの2x2モードがしばしば使用されることに留意すべきである。この現在の技術例には、Varian PAXSCAN 4030CB検出器の例が含まれる。これは、1x1モードでは横長194μmのネイティブ検出器要素を持ち、取得レートは毎秒7.5フレームであり、2x2モードでは取得レートは毎秒30フレームであり、有効な検出器要素は388μmである。もう1つの例は、DEXELA 2329検出器の例であり、これは、1x1モード(毎秒26フレーム)で75μmのネイティブ検出器要素の側面長を持ち、2x2取得モード(毎秒約50フレーム)で150μmの有効検出器要素サイズを持つ。これらのコーンビーム検出器システムは、空間分解能と時間分解能をトレードオフする機能を備えた柔軟性を示し、その逆も可能である。本発明の実施形態は、デジタルマンモグラフィーの取得の高空間分解能(低時間分解能)モード、および胸部CTの取得のより高い時間分解能(低空間分解能)モードを使用して、この能力を利用する。
図3Aおよび図3Bは、システムがデジタルマンモグラフィー取得モードで使用され、この取得ジオメトリにおける散乱を低減するための、散乱防止X線グリッド330の導入を示している。これは主として、図3BではX線検出器304が胸部308の近くに移動されていることを理由に義務付けられており、したがって、立体角を考慮して、より多くのX線散乱が検出されるであろう。図3Bに示す構成は、X線ビームの内外のいずれかに自動並進によって移動することができる散乱防止X線グリッド330を示している。例えば、散乱防止X線グリッド330は、コンピュータ制御のアクチュエータに結合することができ、ユーザが散乱防止X線グリッド330の挿入および取り外しを遠隔制御することを可能にする。
以前の研究は、デジタルマンモグラフィーのための従来のX線散乱グリッドの使用は、より大きな圧迫胸部厚さ(例えば、5cmを超える圧迫胸部厚さ)に対してのみ有利であり、小さい胸部のためには必要ではない可能性があることを示唆していることに留意すべきである。図3Aは、CT撮像のための位置にあるX線検出器304を示しており、散乱防止X線グリッド330は使用されていない。図3Bに示されるように、X線検出器304は、マンモグラフィー撮像のために配置され、散乱防止X線グリッド330が使用される。コンピュータ制御の機械的平行移動の下で、散乱防止X線グリッド330をビームの内外に移動させる能力は、それを最適な設定で使用することを可能にする。
図4Aおよび図4Bは、本発明のいくつかの実施形態によるX線検出器404の並進を示している。図4Bは、図4Aに示される形状と対比するために示されている。この実施形態では、X線源支持体417およびX線検出器支持体420は、ガントリー414上で静止したままであり、ガントリー414全体は、X線検出器404が胸部408(スキャナーのアイソセンターで)、X線源402は胸部からさらに離れるように並進する。ベアリングおよびモーター422は、いくつかの実施形態において、ガントリー414を回転および並進させるX線検出器並進システムとして機能し得る。あるいは、ベアリングおよびモーター422は、ガントリー414を回転させることができる追加のX線検出器並進システム(例えば、モーターおよびボール駆動装置、図示せず)を設けることができる。いくつかの実施形態のX線検出器変換システムは、X線源402とX線検出器404との間の同じ距離を維持するために、X線検出器404が第1の変位位置(図4A)および第2の変位位置(図4B)にあるとき、X線源402を並進する。
図4Bに示される形状は、図2Bに示される形状よりも焦点倍率が小さい。焦点倍率を下げると、焦点倍率による解像度の損失が減り、空間解像度が増加する。この構成は、マンモグラフィー画像の観点からは有利な場合があるが、CTガントリーが胸部CTスキャナーの形状の中心位置から大幅に突出していることも意味する。これは、X線ガントリーが図4Bに示される形状に配置されている間、システムが大きな角度にわたって回転できないことを意味し得る。
図4Bの形状は、また、胸部CTハウジングの形状の制約内で、システムが胸部のデジタルマンモグラムを取得することに加えて、胸部のトモシンセシス画像を取得することを可能にすることに留意すべきである。トモシンセシスは胸部CTと競合しない可能性が高いため、ほとんどの状況では必要ない場合があるが、状況によっては、放射線科医または他の画像専門家がトモシンセシス画像を以前の取得の画像と比較したい場合があり、そのような場合、トモシンセシス画像はかかる比較に役立つ。
図5Aは、CT取得ジオメトリを示し、図5Bは、本発明のいくつかの実施形態による、散乱防止X線グリッド530と組み合わされた、ガントリー並進形状を備えたマンモグラフィーおよびトモシンセシス取得モードを示している。前述したとおり、散乱防止X線グリッド530は、コンピュータ制御下での電動変換によって展開することができ、散乱防止X線グリッドが有益である撮像条件での使用を可能にする。
本発明のいくつかの実施形態によれば、マルチモーダルシステムは、胸部固定装置をさらに含む。胸部固定装置は、CTデータセットおよびマンモグラフィーデータセットの少なくとも1つの検出中に胸部を固定するように構成される。胸部CTの形状は円筒形の乳房で最適かもしれませんが、デジタルマンモグラフィやデジタルトモシンセシスでは、圧迫された乳房の方が望ましい形状である。
図6Aおよび図6Bは、胸部を圧迫するのにも役立つ可能性がある固定装置632の使用を示している。胸部圧迫のメカニズムは、胸部の固定化にも役立つ。胸部の圧迫は画像の観点から望ましいと考えられているが、患者の動きを減らし、胸部生検中に胸部が動くのを防ぐために、固定化が必要である。胸部固定装置は、いくつかの実施形態では、生検針がそこを通過することを可能にする窓を規定する放射線透過性材料を含む。いくつかの実施形態では、生検窓は切り欠きギャップである。
図6Aおよび図6Bに示される胸部固定装置632は、ガントリー614と共に回転しない(またはほとんどの状況下で並進する)データム表面に取り付けられる。いくつかの実施形態による胸部固定装置632は、撮像システムのベースに取り付けられているが、モーターアセンブリおよびガントリー614の中央の穴を貫通する固定支柱634に取り付けられている。ガントリー614を貫通することに関して、ガントリー614がベアリングおよびモーター622を横切って並進する実施形態では、固定支柱634は、並進ガントリー614のスロット内に配置され得ることに留意すべきである。
圧迫/固定化デバイスを構成するための代替の実施形態として、患者テーブルを、該デバイスを取り付けるための基準面として使用することが可能である。このような場合、デバイスは患者テーブルの下にぶら下がることがありうる。これは、テーブルが水平移動または垂直移動に対応している場合に役立ちうる。
デジタルマンモグラフィー中の圧迫の経験は広く行き渡っており、典型的には、2つの平面サービスが圧迫および固定化を達成するために使用される。撮像プラットフォームのベースは、通常、胸部プラットフォームの下部として機能し、胸部撮像プラットフォームの表面の平面に垂直に並進するパネルを使用して、圧迫/固定する。デジタルマンモグラフィーでは、圧迫/固定化に2つの平面状の平滑面がよく使用されるが、臨床および商業診療では、さまざまなレベルのわずかな曲率とばね張力下でのパネルの屈曲が使用されている。図7は、現在のデジタルマンモグラフィおよびトモシンセシスシステムにおける圧迫パネルをエミュレートする平面圧迫面702、704を有するモーター制御圧迫システム700の使用を示す。デジタルマンモグラフィーおよびトモシンセシスシステムにおける圧迫パネルをエミュレートする、平面圧迫面702、704を備えたモーター制御圧迫システム700の使用を示している。圧迫パネル702、704の少なくとも1つは、生検アクセス窓706を含み得、生検針が圧迫パネルを通過することを可能にする。システム700は、手動で、または回転軸708の周りでモーターを使用して回転させることによって、平面圧迫面702、704を互いに近づけたり遠ざけたりすることができるねじを含むことができる。
図8は、胸部のCT取得に有用である可能性がある非平面圧迫システム800を示しており、これは、マンモグラフィーにおける胸部のより平坦な「パンケーキ」形状とは対照的に、一般により円筒形の形状で胸部を撮像する。非平面圧迫システム800は、2つの非平面圧迫面802、804を含む。2つの非平面圧迫面802、804は、例えば、曲面の凹面が互いに向き合う曲面であり得る。圧迫パネル802、804の少なくとも1つは、生検アクセス窓806を含み得、生検針が圧迫パネルを通過することを可能にする。システム800は、手動で、または回転軸808の周りでモーターを使用して回転されることにより、非平面圧迫面802、804を互いに近づけたり遠ざけたりすることができるねじを含むことができる。非平面圧迫面802、804は、圧迫ベクトル810に沿って並進することができる。
いくつかの実施形態では、2つの表面802および804は、静止した中心に向かって移動するので、胸部は、両側から徐々に圧迫され、どちらの方向にも移動されない。これにより、胸部をFOVの中央に適切に配置し、圧迫することができる。
図9は、単一の真空X線管エンクロージャ940内に複数のX線源902、936、938を含むマルチモーダルシステム900の概略図である。[5]この形状は、各X線源がX線検出器904全体の近くを照らし、胸部908の対応する部分を覆う重複フィールドを示している。原則として、X線検出器904による(各X線源902、936、938からの)インターリーブ取得を必要とするこの形状は、胸部CTで使用されるコーンビーム形状の多くの側面を克服する。
図10Aは、図7に示されるシステム700などの平面圧迫システムを使用する胸部圧迫の概略図である。図10Bは、図8に示されるシステム800などの非平面圧迫システムを使用する胸部圧迫の概略図である。平面(図10A)または非平面(図10B)の圧迫面のいずれかが、胸部が非円筒形になるように胸部を操作する程度まで、胸部CT中の胸部の細長い楕円形のプロファイルは、管電流変調技術に役立つ可能性があることが認識されており、胸部のより厚い部分を透過するX線束を増加させるために管電流(mA)を増加させ、この圧迫シナリオでは、胸部の投影が胸部のより薄い断面と交差するため、X線束(管電流)が減少する。
図11は、6つのX線源を含むマルチモーダルシステム1100の概略図である。マルチモーダルシステム1100は、撮像中に1つのX線源1102(1つまたはサブセット)のみが発射されるように構成され得る。このX線源1102は、疑わしい病変1142が存在することが知られている平面に位置し、したがって、X線源1102を使用して、低角度から0度の円錐角走査を実行することができる。
いくつかの実施形態では、各光源用のコリメータの完全なセットを使用して、検出器への非重複または重複投影を有する複数のX線源を同時に発射することができる。例えば、光源1、3、および5(奇数の光源)はある時点で起動され、光源2、4、および6(偶数の光源)は別の時点で同時に起動される場合がある。静止ガントリーで実行されるこの発射シーケンスは、マンモグラフィーの散乱低減を提供し、胸部CTデータセットの取得中にガントリー回転で実行されるそのようなシーケンス(奇数、偶数、奇数、偶数、...)により、胸部の完全な3D再構成が可能になる。胸部、コーンビームアーチファクトと、コーンビーム取得に伴うヌルコーン(フーリエ空間内)が事実上排除されている。そのようなパルスシステムはまた、コリメートされた一次ビーム間の領域が散乱放射線からの信号のみを含むので、投影画像における散乱放射線の強力な補正を可能にするであろう。
本発明のいくつかの実施形態によれば、マルチモーダルシステムは、ロボット生検アセンブリと通信するように構成され得る。X線画像プロセッサは、CT画像およびマンモグラフィー画像に基づいて生検される胸部の領域のユーザからの指示を受け取り、その領域から組織を取得するためにロボット生検アセンブリを制御するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態によれば、マルチモーダルシステムは、ロボット生検アセンブリを含む。
図12は、マルチモーダル胸部撮像を実行するための方法1200を示すフローチャートである。方法1200は、胸部1202からの第1の変位位置でX線検出器からCTデータセットを取得することと、CTデータセット1204に基づいて胸部のCT画像を計算することを含む。第1の変位位置により、静止した胸部の周りでX線源とX線検出器を完全または部分的に回転させることができる。方法1200は、胸部1206に直接隣接または接触している少なくとも1つの第2の変位位置でX線検出器からマンモグラフィーデータセットを取得すること、およびマンモグラフィーデータセット1208に基づいて胸部のマンモグラフィー画像を計算することを含む。第2の変位位置により、X線管の回転を制限して、胸部とX線検出器を静止させた状態でトモシンセシスデータセットを取得できる。
本発明のいくつかの実施形態によれば、方法1200は、胸部のCT画像およびマンモグラフィー画像を表示することをさらに含む。いくつかの実施形態によれば、方法1200は、X線検出器が第1の変位位置にあるときに胸部の周りでX線検出器を回転させること、およびX線検出器が第2の変位位置にあるときに胸部の周りでX線検出器が回転するのを防ぐことを含む。これにより、患者の胸部に近接しているときに検出器が回転した場合に発生する可能性のある患者の負傷を防ぐことができる。
本発明のいくつかの実施形態によれば、方法1200は、CT画像およびマンモグラフィー画像に基づいて生検される胸部の領域のユーザからの指示を受け取ること、およびロボット生検アセンブリを制御して組織を取得することを含む。当該領域から組織を取得するためにロボット生検アセンブリを制御することは、領域から組織を取得するためにロボット生検アセンブリを配置することを含み得る。ロボット生検アセンブリは、生検針を含む。領域に対する生検針の位置を示す第2のCTデータセットおよび第2のマンモグラフィーデータセットのうちの少なくとも1つを取得する。第2のCTデータセットおよび第2のマンモグラフィーデータセットのうちの少なくとも1つに基づいて、胸部の第2のCT画像および第2のマンモグラフィー画像のうちの少なくとも1つを計算する。第2のCT画像および第2のマンモグラフィー画像のうちの少なくとも1つに基づいてロボット生検アセンブリを再配置する。ロボット生検アセンブリを制御して、生検針を使用してその領域から組織を取得する。
本発明のいくつかの実施形態によれば、方法1200は、X線検出器によって検出されたX線を提供するX線源の位置を変更することなく、X線検出器を第1の変位位置から第2の変位位置に並進することを含む。この方法の例は、図2Aおよび図2Bに概略的に示されている。いくつかの実施形態によれば、方法1200は、X線検出器が第1の変位位置の位置と第2の変位位置の位置にあるときに、X線源とX線との間の距離を同一に維持するために、X線検出器およびX線検出器によって検出されたX線を提供するX線源を並進することを含む。この方法の例は、図4Aおよび図4Bに概略的に示されている。
本発明のいくつかの実施形態によれば、X線検出器およびX線源を並進させることは、X線検出器およびX線源に物理的に結合されたガントリーを直線的に並進させることを含み、このときガントリーは、X線検出器が第1の変位位置にあるときにX線検出器とX線源を胸部周囲に回転させるように構成されている。
本発明のいくつかの実施形態によれば、方法1200は、胸部固定装置を使用して、CTデータセットおよびマンモグラフィーデータセットの少なくとも1つの検出中に胸部を固定化することをさらに含み、胸部固定装置は、生検針が通過できる窓を画定する放射線透過性材料を含む。いくつかの実施形態によれば、方法1200は、CT画像およびマンモグラフィー画像に基づいて生検される胸部の領域のユーザからの指示を受け取ること、X線検出器を使用して胸部の透視画像を実行すること、および透視画像を使用してロボット生検アセンブリを制御してその領域から組織を取得することを含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、胸部のコンピュータ断層撮影を実行するためのマルチモーダルシステムは、X線源、回転ガントリー、および胸部の投影画像を取得するための検出器を含む。X線源は、単一の密閉された真空ハウジング内に1つまたは複数のX線焦点スポットを含み得る。
いくつかの実施形態による検出器は、例えば、薄膜トランジスタまたはセラミック金属酸化物半導体(CMOS)技術を使用するフラットパネル検出器である。いくつかの実施形態による検出器は平坦ではない。いくつかの実施形態によれば、検出器は、少なくとも2つの非平面検出器モジュールを使用する。
本発明のいくつかの実施形態によれば、マルチモーダルシステムは、X線源および検出器に接続され、デジタルマンモグラムを取得するために検出器を胸部の近くに配置するように並進すべく構成されたガントリーを含む。いくつかの実施形態によれば、検出器は、側面に0.200mm以下の検出器要素を有するデジタル検出器である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、X線源および検出器モジュールの両方が一斉に並進し、次に静止して、デジタルマンモグラムを取得する。いくつかの実施形態によれば、X線源および検出器の両方またはいずれかが独立して並進し、それら2つがデジタルマンモグラムを取得する。いくつかの実施形態によれば、患者は、水平であるテーブルの上に横たわっている。いくつかの実施形態によれば、患者テーブルは水平ではない。いくつかの実施形態によれば、患者テーブルは平面ではない。いくつかの実施形態によれば、ガントリーの回転は、360°未満、360°と等しい、または360°より大きい。いくつかの実施形態によれば、ガントリーの回転は、180°未満であるが15°は超える。
いくつかの実施形態によれば、システムは、撮像のために胸部を固定する圧迫装置を含む。圧迫装置は、胸部を固定および圧迫するために2つの平面構造を使用することができる。あるいは、圧迫装置は、2つの非平面構造を使用して、胸部を固定化および圧迫することができる。システムは、両方のタイプの圧迫装置を使用することができ、例えば、平面圧迫装置をマンモグラフィー撮像に使用することができ、非平面圧迫装置を3DCT撮像に使用することができる。
いくつかの実施形態によれば、胸部は圧縮され、ロボット装置は、システム上で取得された画像を使用して医療専門家によって識別される生検のために胸部の領域を標的とする。いくつかの実施形態では、画像ガイダンスは、胸部CT画像によって提供され得る。いくつかの実施形態では、画像ガイダンスは、1つまたは複数のマンモグラムによって提供され得る。いくつかの実施形態では、画像ガイダンスは、トモシンセシスまたは限定角度トモグラフィーシステムによって提供される。画像ガイダンスは、複数のタイプの画像によって提供され得る。
いくつかの実施形態によれば、X線源および検出器システムは、生検ガイダンスおよび確認のために透視取得モードで使用される。いくつかの実施形態によれば、胸部専用または他の臨床用途のためのコーンビーム撮像システムは、胸部CT形状のコーンビーム角度の問題に対処するために、z軸に沿って構成された2つ以上のX線源を使用する。いくつかの実施形態によれば、いくつかのX線源が同時に(同じフレーム取得時間中に)パルス化されて、単一の平坦または湾曲したパネル検出器システム上で複数のX線投影画像を取得する。
本発明のいくつかの実施形態によれば、図11に示されるようなX線源アレイ内のX線源の1つがスキャンに使用される。胸部の適切な位置にある疑わしい病変のより高い線量、より高いSNR画像は、より高い技術係数(より高いmAまたはより高いkV、あるいはその両方)を備えたアレイ内の1つのX線源によって標的にされ、より高品質の画像を生成する。検出器システムは、一般的なコーンビーム撮像に使用される2x2モードではなく、1x1モードなどの高解像度モードに設定できる。画像は、胸部生検を病変の疑いのある部位に導くのに役立つ場合がある。
参考文献
[1] Reese DF, Carney JA, Gisvold JJ, Karsell PR, Kollins SA. 1976. Computerized reconstructive tomography applied to breast pathology. Am. J. Roentegnol. 126:406‐12
[2] Boone JM, Nelson TR, Lindfors KK, Seibert JA. 2001. Dedicated breast CT: radiation dose and image quality evaluation. Radiology 221:657‐77
[3] Chen B, Ning R. 2002. Cone-beam volume CT breast imaging: feasibility study. Med. Phys. 29:755‐70.
[4] Becker AE, Hernandez AM, Boone JM, and Schwoebel PR,, A Prototype Multi-X-ray Source Array (MXA) for digital breast tomosynthesis. Phys. Med. Biol. 65 235033
[5] Becker AE, Hernandez AM, Schwoebel PR, and Boone JM, Cone Beam CT Multisource Configurations: Evaluating Image Quality, Scatter, and Dose Using Phantom Imaging and Monte Carlo Simulations. Phys. Med. Biol. 65 235032
本明細書で例示および説明されている実施形態は、当業者に本発明を作成および使用する方法を教示することのみを目的としている。本発明の実施形態を記載する際に、明確にするために特定の用語が使用される。しかしながら、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図するものではない。本発明の上記の実施形態は、上記の教示に照らして当業者によって理解されるように、本発明から逸脱することなく、修正または変更することができる。したがって、特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内で、本発明は、具体的に記載されている以外の方法で実施され得ることが理解されるべきである。

Claims (21)

  1. X線源と、
    前記X線源から照射されたX線を胸部の少なくとも一部を通過後に検出するように構成されたX線検出器と、
    前記X線検出器を、前記胸部からの第1の変位位置から、前記胸部に直接隣接するかまたは前記胸部と接触する少なくとも1つの第2の変位位置に並進することができるように、前記X線検出器に動作可能に接続されたX線検出器並進システムと、
    前記第1の変位位置で前記X線検出器によって検出されるコンピュータ断層撮影(CT)データセットを前記X線検出器から受信し、前記CTデータセットに基づいて前記胸部のCT画像を計算し、前記第2の変位位置で前記X線検出器によって検出されるマンモグラフィーデータセットを前記X線検出器から受信し、前記マンモグラフィーデータセットに基づいて、前記胸部のマンモグラフィー画像を計算すべく前記X線検出器と通信するように構成されたX線画像プロセッサ―と、
    を備えた胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  2. 前記X線源および前記X線検出器に機械的に結合されたガントリーと、ガントリーコントローラーと、をさらに備え、
    前記ガントリーコントローラーは、前記CTデータセットの検出中に前記ガントリーが前記前記X線源と前記X線検出器を前記胸部の周囲で回転し、前記X線検出器が前記第2の変位位置にあるときに前記ガントリーの回転を阻止するように、前記ガントリーを制御するように構成されている請求項1に記載の胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  3. 前記X線画像プロセッサ―は、さらに、前記CT画像および前記マンモグラフィー画像のうちの少なくとも1つに基づいて生検される前記胸部の領域のユーザからの指示を受け取り、ロボット生検アセンブリを制御して前記領域から組織を取得するように構成されている請求項1または請求項2に記載の胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  4. さらに、前記ロボット生検アセンブリを備える請求項3に記載の胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  5. 前記X線検出器並進システムは、前記X線源の位置を変更することなく、前記X線検出器を前記第1の変位位置から前記第2の変位位置に並進するように構成されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  6. 前記X線検出器並進システムは、さらに、前記X線検出器が前記第1の変位位置および前記第2の変位位置にある場合に前記X線源と前記X線検出器との間の同一の距離を維持するために、前記X線源を並進するように構成されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  7. さらに、前記CTデータセットおよび前記マンモグラフィーデータセットのうちの少なくとも一つの検出中に前記胸部を固定するように構成された胸部固定装置を備える請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  8. 前記胸部固定装置が、前記胸部をそれらの間で圧迫するように構成された2つの平面構造を備えた請求項7に記載の胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  9. 前記胸部固定装置が、前記胸部をそれらの間で圧迫するように構成された2つの非平面構造を備えた請求項7に記載の胸部撮像用マルチモーダルシステム。
  10. 前記胸部固定装置が、生検針がそれを通過することを可能にする窓を規定する放射線透過性材料を含む請求項8または請求項9に記載の胸部画像化用マルチモーダルシステム。
  11. 前記X線源がコーンビームX線源であり、前記X線検出器がフラットパネルX線検出器であり、前記CTデータセットがコーンビームCTデータセットである請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の胸部画像化用マルチモーダルシステム。
  12. 胸部からの第1の変位位置においてX線検出器からコンピュータ断層撮影(CT)データセットを取得する工程と、
    前記CTデータセットに基づいて前記胸部のCT画像を計算する工程と、
    前記胸部に直接隣接するかまたは前記胸部と接触する少なくとも1つの第2の変位位置において、前記X線検出器からマンモグラフィーデータセットを取得する工程と、
    前記マンモグラフィーデータセットに基づいて、前記胸部のマンモグラフィー画像を計算する工程と、
    を備えたマルチモーダル胸部撮像を実行する方法。
  13. 前記CT画像と前記マンモグラフィー画像を表示する工程をさらに備えたマルチモーダル胸部撮像を実行する請求項12に記載の方法。
  14. 前記X線検出器が前記第1の変位位置にあるときに前記X線検出器を前記胸部の回りで回転する工程と、
    前記X線検出器が前記第2の変位位置にあるときに前記X線検出器の胸部の回りで回転を阻止する工程と、
    をさらに備えたマルチモーダル胸部撮像を実行する請求項12または請求項13に記載の方法。
  15. 前記CT画像および前記マンモグラフィー画像のうちの少なくとも1つに基づいて生検される前記胸部の領域のユーザからの指示を受け取る工程と、
    ロボット生検アセンブリを制御して前記領域から組織を取得する工程と、
    をさらに備えた請求項12から請求項14のいずれか1項に記載のマルチモーダル胸部撮像を実行する方法。
  16. 前記ロボット生検アセンブリを制御して前記領域から組織を取得する工程は、
    前記領域から組織を得るために生検針を含む前記ロボット生検アセンブリを配置する工程と、
    前記領域に対する前記生検針の位置を示す第2のCTデータセットおよび第2のマンモグラフィーデータセットのうちの少なくとも1つを取得する工程と、
    第2のCTデータセットおよび第2のマンモグラフィーデータセットのうちの少なくとも1つに基づいて、前記胸部の第2のCT画像および第2のマンモグラフィー画像のうちの少なくとも1つを計算する工程と、
    第2のCT画像および第2のマンモグラフィー画像のうちの少なくとも1つに基づいて、前記ロボット生検アセンブリを再配置する工程と、
    前記ロボット生検アセンブリを制御して、前記生検針を使用して前記領域から組織を取得する工程と、
    を含む請求項15に記載のマルチモーダル胸部撮像を実行する方法。
  17. 前記X線検出器によって検出されたX線を提供するX線源の位置を変更することなく、前記X線検出器を前記第1の変位位置から前記第2の変位位置に並進する工程をさらに備えた請求項12から請求項16のいずれか1項に記載のマルチモーダル胸部撮像を実行する方法。
  18. 前記X線検出器が前記第1の変位位置および前記第2の変位位置にある場合に前記X線源と前記X線検出器との間の同一の距離を維持するために、前記X線検出器と前記X線検出器により検出されたX線を提供するX線源を前記第1の変位位置から前記第2の変位位置に並進する工程をさらに備えた請求項12から請求項16のいずれか1項に記載のマルチモーダル胸部撮像を実行する方法。
  19. 前記X線検出器および前記X線源を並進することは、前記X線検出器および前記X線源に物理的に結合され、前記X線検出器が前記第1の変位位置にあるときに前記X線検出器と前記X線源を前記胸部の周りに回転する前記ガントリーを直線的に並進することを含む請求項18に記載のマルチモーダル胸部撮像を実行する方法。
  20. 生検針が通過することを可能にする窓を規定する放射線透過性材料を含む胸部固定装置を使用して、前記CTデータセットおよび前記マンモグラフィーデータセットの少なくとも1つの検出中に前記胸部を固定する工程をさらに含む請求項12から請求項19のいずれか1項に記載のマルチモーダル胸部撮像を実行する方法。
  21. 前記CT画像および前記マンモグラフィー画像に基づいて生検される前記胸部の領域のユーザからの指示を受け取る工程と、
    前記X線検出器を使用して前記胸部の透視画像化を実行する工程と、
    前記透視画像を使用してロボット生検アセンブリを制御し、前記領域から組織を取得する工程と、
    をさらに含む請求項12に記載のマルチモーダル胸部撮像を実行する方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023133548A1 (en) * 2022-01-09 2023-07-13 Stryker Stefan Matthias Apparatus and method for in vivo breast tissue imaging using coded aperture x-ray scatter tomography
WO2023200899A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 Koning Corporation Cone beam breast computed tomography with pivotal gantry subsystem
US11540789B1 (en) * 2022-04-22 2023-01-03 Izotropic Corporation Self-shielded x-ray computed tomography system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6987831B2 (en) * 1999-11-18 2006-01-17 University Of Rochester Apparatus and method for cone beam volume computed tomography breast imaging
US20080004526A1 (en) * 2004-09-15 2008-01-03 Scientific Biopsy Ltd. Breast Cancer Detection and Biopsy
US10492749B2 (en) * 2005-05-03 2019-12-03 The Regents Of The University Of California Biopsy systems for breast computed tomography
KR100794563B1 (ko) * 2005-08-08 2008-01-17 주식회사바텍 파노라마 및 씨티 겸용 엑스선 촬영장치
DE102007021717A1 (de) 2007-05-09 2008-10-02 Siemens Ag Bronchopulmonales Diagnose- und Therapiesystem und Bildgebungsverfahren für bronchopulmonale Diagnose und Therapie
WO2009026587A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Fischer Medical Technologies, Inc. Improved computed tomography breast imaging and biopsy system
US8792965B2 (en) 2007-12-21 2014-07-29 Koning Corporation Methods and apparatus of cone beam CT imaging and image-guided procedures
JP2010068929A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Fujifilm Corp 乳房x線透過平面画像断層画像撮影装置
JP5346654B2 (ja) * 2009-03-31 2013-11-20 キヤノン株式会社 放射線撮影装置及びその制御方法
WO2010128404A1 (en) * 2009-05-04 2010-11-11 Trophy Combined panoramic and computed tomography apparatus
AU2011312086B2 (en) * 2010-10-05 2015-09-17 Hologic, Inc. Upright x-ray breast imaging with a CT mode, multiple tomosynthesis modes, and a mammography mode
JP6488292B2 (ja) 2013-10-22 2019-03-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. トモシンセシスシステムのようなx線システム及び対象の画像を取得する方法

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