JP6523265B2 - 平坦化された胸部の厚さ方向を含む空間分解能を向上させるｘ線胸部トモシンセシス - Google Patents

Description

（関連出願の引用）
本願は、２０１３年１０月９日に出願された米国仮出願第６１／８８８，８２５号の利益を主張するものであり、これは、２０１２年１０月５日に出願された米国出願第１３／２５３，７２８号の一部継続出願であり、２０１１年１０月５日に出願された米国仮出願第６１／３９０，０５３号の利益を主張するものである。本願は、上記特許出願の内容を参照により援用する。

本特許明細書は、胸部のＸ線撮像に関し、より具体的には、平坦化された胸部の厚さ方向を含む、３ＤＸ線胸部トモシンセシス画像の空間分解能の向上に関する。付加的側面は、マルチモードトモシンセシス、平坦化された胸部のＣＴ、およびマンモグラフィーを含む、マルチモードＸ線胸部撮像と、Ｘ線測定の関連処理と、患者の機器の可動部分からの遮蔽とに関する。

乳癌は、早期かつ正確な検出の必要性を含意する主要な健康問題のままである。Ｘ線撮像は、長い間、スクリーニングおよび診断の両方のための至適基準として使用されている。従来のＸ線モダリティは、マンモグラフィー「Ｍ」であって、胸部が、圧迫および平坦化され、投影Ｘ線画像「Ｍｐ」が、胸部の片側におけるＸ線源と、他側における撮像レセプタとを使用して撮影され、通常、散乱防止グリッドを胸部とレセプタとの間に伴う。レセプタは、長年、Ｘ線フィルムであったが、現在では、デジタルフラットパネル撮像レセプタが、普及しつつある。

商標名Ｓｅｌｅｎｉａ（Ｒ） Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ（Ｒ）を含む、同一譲受人によって過去数年間にわたってもたらされているシステムである、Ｘ線胸部トモシンセシス「Ｔ」は、大きな進出を遂げ、本国および海外において、広く容認されつつある。本モダリティでは、胸部はまた、圧迫および平坦化されるが、少なくとも、Ｘ線源は、圧迫される胸部の周囲を移動し、画像レセプタは、それぞれ、胸部に対して撮像Ｘ線ビームの個別の角度における、複数の投影画像「Ｔｐ」を撮影する。Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ（Ｒ）システムは、断層撮影モードＴにおいて動作し、Ｘ線源を患者の平坦化された胸部の周囲で回転させる一方、フラットパネル撮像Ｘ線レセプタが、実質的に１８０°未満である軌道にわたって、回転角度の漸増毎に、個別の２Ｄ投影トモシンセシス画像Ｔｐを撮影する。一実施例として、軌道は、０°位置に対して±７．５°にわたって延在し、これは、従来のマンモグラフィーＭにおけるＣＣまたはＭＬＯ位置と同一であり得るが、その必要はない。システムは、結果として生じる２Ｄ投影画像Ｔｐ（例えば、１５の画像Ｔｐ）を、それぞれ、選択された厚さおよび配向を有する胸部のスライスを表す再構成スライス画像「Ｔｒ」に変換され得る、ボクセル値の３Ｄ再構成画像に処理する。同一譲受人によってもたらされるトモシンセシスシステムは、オペレータ制御に応答して、付加的マンモグラフィーモードＭで動作し、従来のマンモグラムと同一または同様であり得る、マンモグラム画像Ｍｐを作成する。加えて、システムのうちのいくつかは、胸部の再構成３Ｄ画像または画像Ｔｒからマンモグラムを合成する。

公知のＴおよびＭ動作モードの実施例は、米国特許第４，４９６，５５７号、第５，０５１，９０４号、第５，３５９，６３７号、第６，２８９，２３５号、第６，３７５，３５２号、第６，６４５，５２０号、第６，６４７，０９２号、第６，８８２，７００号、第６，９７０，５３１号、第６，９４０，９４３号、第７，１２３，６８４号、第７，３５６，１１３号、第７，６５６，９９４号、第７，７７３，７２１号、第７，８３１，２９６号、および第７，８６９，５６３号、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ， Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（ＧＥ Ｂｒｏｃｈｕｒｅ ９８−５４９３， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９８）、Ｄ Ｇ Ｇｒａｎｔ，"Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ：ａ ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ"，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｂｉｏｍｅｄ． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｖｏｌ ＢＭＥ−１９，＃１，（Ｊａｎｕａｒｙ １９７２），ｐｐ ２０−２８、２００４年１１月１５日出願の米国仮出願第６０／６２８，５１６号「Ｍａｔｃｈｉｎｇ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ ｍａｍｍｏｇｒａｍｓ ａｎｄ ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｍａｇｅｓ」、Ｉ．Ｍ．Ｓ．Ｉｎｔｅｒｎａｚｉｏｎａｌｅ Ｍｅｄｉｃｏ Ｓｃｉｎｔｉｆｉｃａ（Ｂｏｌｏｇｎａ， Ｉｔａｌｙ）によって名称Ｇｉｏｔｔｏ Ｉｍａｇｅ ３Ｄの下で発表されたシステム、およびＳｉｅｍｅｎｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ（Ｇｅｒｍａｒｙ／ＵＳＡ）によって発表された３Ｄ Ｂｒｅａｓｔ Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓシステムに論じられる。トモシンセシス投影からスライス画像を再構成するためのいくつかのアルゴリズムが、公知であって、フィルタ処理された逆投影およびマトリクス反転処理を含み、両方からの情報を組み合わせるよう提案もなされている。Ｃｈｅｎ Ｙ， Ｌｏ， ＪＹ， Ｂａｋｅｒ ＪＡ， Ｄｏｂｂｉｎｓ ＩＩＩ ＪＴ， Ｇａｕｓｓｉａｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｉｔｈ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ （ＭＩＴＳ） ａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ （ＦＢＲ） ｆｏｒ ｂｅｔｔｅｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｂｒｅａｓｔ ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ２００６：Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ． ６１４２，６１４２０Ｅ，（２００６）を参照されたい。

患者の胸郭の全身ＣＴＸ線撮像もまた、胸部の３Ｄ画像を提供することができるが、電離放射線も同様に胸腔に送達する。また、全身Ｘ線ＣＴでは、胸部の空間分解能は、画像マトリクスが、胸部だけではなく、胸部全体を含むため、マンモグラフィーおよびトモシンセシスにおいてより低くなる傾向となる。患者への全体的Ｘ線用量は、より高くなる傾向となる。他のモダリティもまた、ＭＲＩ、放射撮像、熱撮像、およびその他等の胸部画像を生成することができるが、種々の固有の限定のため、胸部専用撮像のために広く使用されていない。それらは、典型的には、そのようなシステムが、実際の検査および結果として生じる画像の解釈のために、良好な患者フロー、比較的に低レベルの患者不便性および時間、高速検査、ならびに患者あたりの比較的低コスト等を欠き得る、一式の実践的属性を要求する、スクリーニングに好適ではない。胸部のみのＣＴＸ線撮像が、提案されており、高空間分解能画像を生成することができるが、臨床上有用であると考えられている機器は、胸部が台開口部を通して下向きに突出し、略水平撮像Ｘ線ビームに暴露された状態で、患者が腹臥位で横たわる、特殊な台を要求する。胸部は、冠状面において平坦化されず、したがって、より良好な撮像のための病変の拡散および単位面積あたりの皮膚Ｘ線用量の低減等、マンモグラムおよびトモシンセシス画像が享受する平坦化の利点はない。胸部専用Ｘ線ＣＴの実施例は、米国特許第３，９７３，１２６号、第６，７４８，０４４号、第６，９８７，８３１号、第７，１２０，２８３号、第７，８３１，２９６号、第７，８６７，６８５号、および２０１３年１０月３日公開の米国出願第２０１３／０２５９１９３Ａ１号（１つまたは２つの対の対向圧迫パドルによって閉じ込められた立位の患者の胸部のＣＴ走査を提案）に論じられる。

米国特許第４，４９６，５５７号明細書 米国特許第３，９７３，１２６号明細書

本特許明細書は、公知の全身ＣＴおよびさらに胸部専用ＣＴの費用および放射線用量増加を被らずに、平坦化された胸部の厚さ方向を含む空間分解能を増加させる、Ｘ線胸部トモシンセシスにおける進歩について説明する。本特許明細書が拡張トモシンセシス「ＥＴ」と称する、新しいアプローチは、該Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ（Ｒ）システムにおいて現在使用されているものと類似または同じであり得る、第１の一連の投影画像「ＥＴｐ１」を撮影するが、加えて、撮像位置から、角度的に離間された、より粗いが、より長い源軌道にわたって、または別様に、画像ＥＴｐ１と異なり得る、補完２Ｄトモシンセシス投影画像「ＥＴｐ２」を撮影し、画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２の両方を、胸部の改良された３Ｄ画像および胸部スライスの改良されたＴｒ画像を再構成する際に使用する。

画像ＥＴｐ１は、その前または後等、画像ＥＴｐ２に対して任意の時間に撮影され、さらに、時間および／または空間／角度においてインタリーブされることができる。画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２を撮影するためのＸ線源軌道は、重複してもよく、またはそうでなくてもよい、平坦化された胸部の周囲の異なる弧にわたることができる、またはＥＴｐ２画像のための軌道は、ＥＴｐ１画像のための軌道全体を包含してもよい。非限定的実施例として、画像ＥＴｐ１のための源軌道弧は、±７．５°であることができ、画像ＥＴｐ２のための源軌道弧は、それを有意に上回ることができる。したがって、画像ＥＴｐ２のための軌道は、合計で１８０°＋源回転平面における撮像Ｘ線ビームの角度まで、およびそれを含む連続または断続弧であることができ、さらに、３６０°（可能性として、ビーム角度を加える）まで、およびそれを含むことができる。患者を可動構成要素から遮蔽するが、撮像空間への胸部の良好なアクセスを可能にすることは、課題であり得、これは、源軌道が３６０°を有意に下回る場合、より管理可能である。画像ＥＴｐ１のための患者Ｘ線用量は、総用量が、画像ＥＴｐ２が含まれるとき、現在利用可能なＤｉｍｅｎｓｉｏｎｓ（Ｒ）システムにおけるＴｐ画像と実質的に同一またはわずかのみそれを上回るが、依然として、全身ＣＴおよびさらに胸部専用ＣＴを有意に下回るように、現在利用可能なトモシンセシスに匹敵し得る、またはそれを下回り得る。

新しいモードＥＴに加え、本特許明細書は、システムが、狭角サブモードＴｎまたは広角サブモードＴｗのいずれかを選択的に使用する、Ｔモードの変形例である、マルチモード胸部Ｘ線トモシンセシス方法Ｔｍｍについて説明する。２つのサブモードは、Ｘ線源弧の角度範囲において、相互に異なるが、付加的観点においても同様に異なり得る。２つを上回るサブモードが、Ｔｍｍモードに含まれることができる。散乱防止グリッドが、１つ、または１つを上回る、または全動作モードにおいて、使用されることができるが、いくつかのモードは、そのようなグリッドを伴わずに、使用されることができる。グリッドは、いくつかのモードが、その他の点では同一または類似機器において、グリッドを使用することができ、いくつかが、そうではなくてもよいように、後退可能または少なくとも可撤性であることができる。

本特許明細書はさらに、直立位の患者の平坦化された胸部を撮像するための胸部専用ＣＴシステムについて説明し、また、マルチモード胸部Ｘ線システムに含まれ得る、マンモグラフィーモードＭについても説明する。

本特許明細書はさらに、新しい胸部撮像モードに一意に合致し、良好な物理的保護、撮像空間への胸部の良好なアクセス、および医療従事者が、平坦化および撮像するために、胸部および隣接する組織を位置付ける際の良好なアクセスの課題を満たす、患者をシステムの可動要素から遮蔽する方法について説明する。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
Ｘ線胸部撮像システムであって、
患者の胸部を平坦化するように構成される、胸部固定具と、
拡張トモシンセシスモードＥＴにおいて、前記胸部を撮像するように構成されるＸ線源およびＸ線撮像レセプタであって、前記レセプタは、前記固定具の周囲の前記源の第１の軌道の過程における個別の２次元（２Ｄ）投影トモシンセシスＸ線画像ＥＴｐ１と、前記固定具の周囲の前記源のより長い第２の軌道の過程における画像ＥＴｐ２とを得る、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタと、
トモシンセシス画像再構成処理を前記画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２に適用し、前記ＥＴｐ１画像が前記ＥＴｐ２画像よりも高い空間周波数コンテンツに寄与し、選択された厚さおよび配向を有する個別の胸部スライスを表す、再構成画像ＥＴｒを得るように構成される、コンピュータ実装画像プロセッサと、
前記３Ｄ再構成画像に関連する画像を表示するように構成される、ディスプレイと
を備える、システム。
（項目２）
前記源およびレセプタはさらに、代替として、前記源が、前記第１の軌道においてのみ移動し、前記画像Ｔｐ１のみが、得られ、胸部スライス画像に処理される、トモシンセシスモードＴで動作するように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記源およびレセプタはさらに、代替として、前記レセプタが、Ｘ線マンモグラムＭｐを生成する間、前記源およびレセプタが、前記胸部固定具に対して固定位置に留まる、マンモグラフィーモードＭで動作するように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目４）
前記源およびレセプタはさらに、前記レセプタが、複数のＣＴ投影画像ＣＴｐを生成する間、前記胸部固定具の周囲を回転するように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目５）
前記源および前記レセプタは両方とも、前記レセプタが前記ＥＴｐ２画像を得る過程において、前記胸部固定具の周囲を移動するように構成され、さらに、前記可動源およびレセプタを封入するように構成される、患者遮蔽体を含む、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記第１および第２の軌道を囲繞し、前記胸部固定具が位置する中心開口部を有する、患者遮蔽体を含み、前記中心開口部は、前記患者の胸部が前記胸部固定具内に平坦化されると、前記患者の腋窩の少なくとも有意な部分が、撮像体積に進入するように、患者がその腕をその中に挿入するために十分に大きい、項目１に記載のシステム。
（項目７）
前記胸部固定具は、中心位置から、前記中心開口部の円周方向周縁かつ前記レセプタにより近い位置まで、前記中心開口部内を半径方向に移動するように構成される、項目６に記載のシステム。
（項目８）
前記源の前記第１および第２の軌道を囲繞し、前記源軌道外側の弧内に前記患者の下半身のための開口部を有する、患者遮蔽体を含む、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記第１の軌道は、７．５°〜５０°の弧にわたり、前記第２の軌道は、５０°〜２５０°の弧にわたる、項目１に記載のシステム。
（項目１０）
前記画像プロセッサはさらに、前記胸部の合成マンモグラムを投影トモシンセシス画像から生成するように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目１１）
前記源は、実質的に全投影画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２のために、前記レセプタにおける実質的に一定の光子計数に寄与する、放射線を放出するように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目１２）
複数の動作モードを有するＸ線胸部撮像システムであって、
撮像体積内において、患者の胸部を平坦化するように構成される、胸部固定具と、
（ａ）マンモグラフィーモードＭ、（ｂ）トモシンセシスモードＴ、および（ｃ）拡張トモシンセシスモードＥＴのシステムモードのうちの任意の１つで選択的に動作するように構成される、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタであって、
（ａ）モードＭにあるとき、前記システムは、前記源およびレセプタが、前記固定具に対して固定位置にある間に撮影される、マンモグラム画像Ｍｐを作成し、
（ｂ）モードＴにあるとき、前記システムは、それぞれ、前記固定具の周囲の源軌道Ｔ内の前記源の個別の位置から撮影される、複数の２次元（２Ｄ）投影画像Ｔｐを作成し、
（ｃ）モードＥＴで動作するとき、前記システムは、前記胸部固定具の周囲の第１の源軌道ＥＴ１内の前記源の個別の位置から撮影される２Ｄ投影画像ＥＴｐ１と、前記固定具の周囲の第２の源軌道ＥＴ２内の前記源の個別の位置から撮影される２Ｄ投影画像ＥＴｐ２とを作成する、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタと、
コンピュータ実装画像プロセッサであって
（ａ）モードＭ動作に応答して、前記画像Ｍｐを表示マンモグラム画像Ｍｐｄに処理し、
（ｂ）モードＴ動作に応答して、第１のトモシンセシス画像再構成処理を前記画像Ｔｐに適用し、それによって、再構成胸部スライス画像Ｔｒを作成し、および
（ｃ）モードＥＴ動作に応答して、第２のトモシンセシス画像再構成処理を前記画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２に適用し、再構成胸部スライス画像ＥＴｒを作成するように構成され、
少なくとも前記胸部圧迫方向における空間分解能は、画像Ｔｒにおいてよりも画像ＥＴｒにおいて上回る、コンピュータ実装画像プロセッサと、
画像Ｍｐｄ、Ｔｒ、およびＥＴｒのうちの１つまたはそれを上回るものから導出される画像を選択的に表示するように構成される、ディスプレイと
を備える、システム。
（項目１３）
少なくとも前記第１および第２の軌道を囲繞する患者遮蔽体を含み、患者遮蔽体は、前記胸部固定具が位置する中心開口部を有し、前記患者の腋窩の少なくとも有意な部分が、前記撮像体積内にあるように、その胸部が前記胸部固定具内にあるとき、患者がその腕を挿入するために十分に大きい、項目１２に記載のシステム。
（項目１４）
前記胸部固定具は、前記ＥＴモードでの動作のための遮蔽体開口部の中心位置と、前記Ｍモードおよび前記Ｔモードのうちの少なくとも１つでの動作のための前記中心開口部の円周方向周縁における位置との間で移動するように構成される、項目１３に記載のシステム。
（項目１５）
モードＴは、サブモードＴｎおよびサブモードＴｗでの選択的動作を含み、モードＴｎにおける前記源軌道は、モードＴｗにおけるよりも短い、項目１２に記載のシステム。
（項目１６）
前記Ｔモード動作および前記ＥＴモード動作のうちの少なくとも１つにおいて、前記固定具と前記レセプタとの間の散乱防止グリッドを含む、項目１２に記載のシステム。
（項目１７）
前記第２のトモシンセシス画像再構成処理は、前記画像ＥＴｒ内に、画像Ｔｐ１からよりも画像Ｔｐ２から低空間分解能コンテンツに大きな寄与を含むように構成される、項目１２に記載のシステム。
（項目１８）
前記Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタはさらに、ＣＴモードで選択的に動作し、前記胸部の再構成スライスまたは体積画像ＣＴｒを生成するように構成され、前記ディスプレイは、画像Ｍｐｄ、Ｔｐ、Ｔｒ、ＥＴｒ、およびＣＴｒのそれぞれから導出される画像を選択的に表示するように構成される、項目１２に記載のシステム。
（項目１９）
Ｘ線胸部撮像システムであって、
患者の胸部を平坦化するように構成される、胸部固定具と、
狭角トモシンセシスサブモードＴｎおよび広角トモシンセシスサブモードＴｗにおいて、前記胸部を選択的に撮像するように構成される、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタであって、サブモードＴｎでは、前記レセプタは、前記源が前記固定具の周囲のより狭い弧軌道を横断する過程において、個別の２次元（２Ｄ）投影トモシンセシスＸ線画像Ｔｎｐを得て、サブモードＴｗでは、前記レセプタは、前記源が、前記固定具の周囲のより広い弧軌道を横断する過程において、個別の２Ｄ投影画像Ｔｗｐを得る、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタと、
トモシンセシス画像再構成処理を画像Ｔｎｐに適用し、３Ｄ胸部スライス画像Ｔｎｒを投影画像Ｔｎｐから再構成する、Ｔｎモードと、トモシンセシス再構成処理を画像Ｔｗｐに適用し、３Ｄ胸部スライス画像Ｔｗｒを画像Ｔｗｐから再構成する、Ｔｗモードとで選択的に動作するように構成される、コンピュータ実装画像プロセッサと、
前記３Ｄ再構成画像に関連する画像を表示するように構成される、ディスプレイと
を備える、システム。
（項目２０）
Ｘ線胸部トモシンセシス方法であって、
前記胸部の周囲の源の第１の軌道に沿って分布する個別の複数の第１のＸ線源位置から、厚さ方向に平坦化された患者の胸部を照射することによって、第１の複数の２次元（２Ｄ）トモシンセシス投影画像ＥＴｐ１を得るステップと、
前記胸部の周囲の前記源の第２のより長い軌道に沿って分布する個別の複数の第２のＸ線源位置から、前記患者の胸部を照射することによって、第２の複数の２次元（２Ｄ）トモシンセシス投影画像ＥＴｐ２を得るステップと、
前記ＥＴｐ１および前記ＥＴｐ２画像の両方を利用して、トモシンセシス画像再構成プロセスにおいて、前記ＥＴｐ１および前記ＥＴｐ２画像を胸部スライス画像ＥＴｒにコンピュータ処理するステップと、
前記ＥＴｒ画像から導出される画像を生成および表示するステップと
を含む、方法。
（項目２１）
撮像体積内に、前記患者の胸部と前記患者の腕および前記患者の腋窩の少なくとも一部との両方を挿入するステップを含む、項目２０に記載の方法。

図１は、拡張トモシンセシスモードＥＴ、狭角および広角トモシンセシスモードＴｎおよびＴｗ、直立位の患者のための胸部専用ＣＴモード、ならびにマンモグラフィーモードＭにおいて動作するために有用なマルチモード胸部Ｘ線撮像システムの構成要素の斜視図である。 図２は、図１のシステムの側面立面図である。

図３は、図１および２に見られるものに類似する、システムのための患者遮蔽体を図示する、正面立面図である。 図３ａは、その他の点では類似する立面図であるが、拡張トモシンセシス動作モードにおける使用のための第１のより狭い角度源軌道「Ｔｏｍｏ弧」および第２のより広い角度源軌道「ＣＴ弧」を図示する。

図４は、図２とその他の点では同一であるが、患者遮蔽体を図示する、側面立面図である。

図５および６は、それぞれ、図１および２に類似するが、トモシンセシスモードまたはマンモグラフィーモードにおいて使用されるシステムを図示する。 図５および６は、それぞれ、図１および２に類似するが、トモシンセシスモードまたはマンモグラフィーモードにおいて使用されるシステムを図示する。

図７は、レセプタ筐体内側で枢動することができる撮像レセプタを図示する、斜視図である。

図８は、患者の平坦化された胸部を通る、Ｘ線の異なる経路長の略図である。

図９は、いくつかの撮像モードのうちの任意の１つ（または、単一モードにおいてのみ）動作することができる統合されたＸ線システムを図示する、ブロック図である。

図１０および１１は、システム動作および患者快適性を改善する代替実施形態の一部を図示する。 図１０および１１は、システム動作および患者快適性を改善する代替実施形態の一部を図示する。

図１２−１５は、ＥＴおよびＣＴを含むが、また、Ｔモード（Ｔｍｍを含む）およびＭモードにも有用である、撮像モードに特に好適な別の代替実施形態を図示する。 図１２−１５は、ＥＴおよびＣＴを含むが、また、Ｔモード（Ｔｍｍを含む）およびＭモードにも有用である、撮像モードに特に好適な別の代替実施形態を図示する。 図１２−１５は、ＥＴおよびＣＴを含むが、また、Ｔモード（Ｔｍｍを含む）およびＭモードにも有用である、撮像モードに特に好適な別の代替実施形態を図示する。 図１２−１５は、ＥＴおよびＣＴを含むが、また、Ｔモード（Ｔｍｍを含む）およびＭモードにも有用である、撮像モードに特に好適な別の代替実施形態を図示する。

図１および２は、患者の平坦化された胸部を撮像するためのいくつかのモードのうちの任意の１つにおいて動作可能な胸部Ｘ線撮像システムの基本要素を図示する。本質的に、同一機器は、モードの２つまたはそれを上回るもののうちの１つにおいて動作することができる。モードは、（ａ）平坦化された胸部の厚さ方向を含む改良された空間分解能をもたらす、拡張トモシンセシスモードＥＴ、（ｂ）患者が直立位にあって、胸部が撮像のために平坦化される、胸部専用ＣＴモード、（ｃ）広角トモシンセシスモードＴｗおよび／または狭角トモシンセシスモードＴｎを備えるマルチモードトモシンセシスＴｍｍを含み得る、トモシンセシスモードＴ、ならびに（ｄ）マンモグラフィーモードＭを含む。モードに応じて、要素は、以下に説明されるように、図１および２の構成に追加される、またはそこから除去されてもよい。モード選択は、ユーザもしくはある他の源からのコマンドに応答して、またはシステムを使用する製造業者もしくは設備によって設定することによるものであることができる。

図１および２を参照すると、支持柱１００が、床に固着され、柱１００内の伸長開口部１００ａを通して突出する水平に延在する車軸１０２を昇降させ、かつ車軸１０２をその中心軸を中心として回転させるためのモータ式機構を格納する。車軸１０２は、順に、車軸１０２とともに、または独立して、回転することができる、同軸車軸１０２ａを支持する。車軸１０２は、上側プレート１０４ａおよび下側プレート１０４ｂを備え、（ｉ）両プレートが、車軸１０２および１０２ａとともに、支持１００の長手寸法に沿って上下に移動することができ、（ｉｉ）プレートのうちの少なくとも一方が、他方に向かって移動することができ、（ｉｉｉ）ユニット１０４が、車軸１０２および１０２ａの共通中心軸を中心として回転することができ、かつ（ｉｖ）車軸１０２ａが、車軸１０２に対して水平方向に移動し、それによって、距離固定ユニット１０４と柱１００との間の距離を変更することができるように胸部固定ユニット１０４を支持する。いくつかのモードでは、胸部固定ユニット１０４は、上側プレート１０４ａとレセプタ筐体１１０の上部表面との間に胸部を圧迫する（その場合、システムは、下側プレート１０４ｂを含む必要はない）。加えて、車軸１０２は、２つのタイプのモータ式移動、すなわち、車軸１０２の中心軸を中心とした回転と、ガントリ１０６の長さに沿った車軸１０２に対する運動とのために、ガントリ１０６を支持する。ガントリ１０６は、一端に、概して１０８に示される、被筒されたＸ線管等のＸ線源を、他端に、撮像Ｘ線レセプタ１１２を封入するレセプタ筐体１１０を担持する（図７）。

異なるモードにおける動作のために、要素は、以下に説明されるように、図１および２のシステムに追加される、またはそこから除去されることができる。例えば、モードＭで動作するために、上側圧迫プレート１０４のみ、残る必要があり、患者の胸部は、プレート１０４ａ（圧迫パドルとしての役割を果たす）とレセプタ筐体１１０の上部表面（一方または両方とも、患者快適性を補助する柔軟性パッドまたはカバーで被覆されてもよい）との間に平坦化されることができる。ＴおよびＴｍｍモードの一方で動作するために、再び、胸部は、上部プレート１０４ａとレセプタ筐体１１０の上部表面との間に平坦化されることができ、この場合、図７に図示されるように、平坦化された胸部の周囲で源１０８の運動と同期して揺動する、撮像レセプタ１１２を含む。ＥＴモード、代替として、Ｔモード（Ｔｍｍモードを含む）では、胸部は、プレート１０４ａ−１０４ｂ間に圧迫されることができ、図５−６に図示されるように、源１０８およびレセプタ筐体１１０は、ユニット１０４の周囲を回転することができる。この場合、レセプタ１１２は、レセプタ筐体１１０に対して固定されることができる。モードの一部または全部では、患者遮蔽が、以下に論じられるように、患者をシステムの可動部分から保護するために追加されることができ、これは、ＥＴおよびＣＴモードにおいて、特に重要であり得るが、遮蔽はまた、Ｔ（Ｔｍｍを含む）モードおよびＭモードでも重要であり得る。

ＥＴモードでは、患者の胸部は、圧迫プレート１０４ａと１０４ｂとの間に平坦化される。Ｘ線源１０８は、第１の軌道を通して、平坦化された胸部を中心として回転し、筐体１１０内に被筒された撮像レセプタ１１２は、胸部の周囲で同一または類似弧を通して回転しながら、連続トモシンセシス投影画像ＥＴｐ１を撮影する。患者の胸部が定位置にある状態で、源１０８は、第２の軌道を通して回転し、レセプタ１１２は、同様に、胸部の周囲を回転しながら、第２の一連のトモシンセシス投影画像ＥＴｐ２を撮影する。例えば、第１の軌道は、レセプタ筐体１１０の上部表面の法線に対して±７．５°の弧を通る一方、第２の軌道は、合計１８０°＋撮像ビーム角度、例えば、合計約２００°の弧を通る。代替として、画像ＥＴｐ１は、レセプタ筐体１１０が、空間内に固定されるが、レセプタ１１２が、随意に、揺動する間、撮影されることができるか、または画像ＥＴｐ１は、源１０８およびレセプタ筐体が両方とも、固定ユニット１０４を中心として回転する間（レセプタ１１２は、揺動する必要はない）、撮影されることができるかのいずれである。画像ＥＴｐ２は、源１０８およびレセプタ筐体１１０が両方とも、例えば、図３に図示される位置を含む、弧を通して回転する間、撮影される。２つの一連の画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２は、任意の順序で撮影されることができる。第１および第２の一連の画像のための弧は、前述のものと異なる角度を包含することができ、前述のものと異なる胸部の周囲の場所に分布されることができる。弧の総角度もまた、異なることができる。また、胸部が平坦化される方向は、図示されるように、垂直方向である必要はなく、従来のマンモグラフィーにおけるＭＬＯ撮像のために使用される方向を含む、任意の他の所望の方向であることができる。例えば、画像ＥＴｐ１のための源軌道が、±７．５°であって、画像ＥＴｐ２のための源軌道が、２００°である場合、胸部のＣＣ配向では、画像ＥＴｐ１のための軌道は、画像ＥＴｐ２のための軌道の中心にあることができ、画像ＥＴｐ２は、情報が画像ＥＴｐ１からすでに利用可能であるため、２つの軌道が重複する場所で撮影されないであろう。

投影画像ＥＴｐ２あたりの患者Ｘ線用量は、投影画像ＥＴｐ１あたりを下回り得る。加えて、投影画像ＥＴｐ２のための角度間隔は、投影画像ＥＴｐ１を上回り得る。例えば、画像ＥＴｐ１は、平坦化された胸部の周囲で源１０８の運動の１°毎に撮影されることができる一方、画像ＥＴｐ２は、胸部の周囲で源１０８の運動の２°、または３°、またはそれを上回る間隔毎に撮影されることができる。

着目すべきこととして、ＥＴモードでは、システムは、撮像Ｘ線ビームの角度配向に関連して、Ｘ線硬度等のＸ線パラメータを変動させる。例えば、胸部が、ＣＣ配向における撮像のためのように、垂直方向に圧迫されると、システムは、撮像Ｘ線ビームが水平であるときより硬質のＸ線を使用する。一般に、可変硬度は、胸部を通るＸ線の経路長に関連する。例えば、胸部が、垂直方向におけるその厚さが、６ｃｍであるように平坦化される場合、水平方向におけるその幅は、３倍、すなわち、１８ｃｍとなり得る。故に、システムは、Ｘ線硬度を制御し、胸部を透過し、Ｘ線レセプタにおいて検出される放射線を効率的に利用する。この目的を達成するために、システムは、画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２が撮影される全位置に対して光子計数を合理的に均一に保つように模索し得る、すなわち、画像毎に、画素値に寄与する最小数のＸ線光子が、同一または同一に近くなるべきである。これは、いくつかの方法において達成されることができる。例えば、システムは、胸部に対する管の角度位置に応じて、Ｘ線管の電圧、したがって、それが放出するＸ線の硬度を制御することができる。代替として、または加えて、システムは、Ｘ線管電流（ｍＡｓ）および撮像レセプタが画像を取得する時間等のパラメータを制御すること等によって、Ｘ線源の角度位置に伴って、患者に対するＸ線用量を制御することができる。図９の以下の議論は、そのような制御に関するさらなる詳細を提供する。

図３および４は、直立位の患者に対するＥＴモードおよび胸部専用ＣＴモードのためのシステム構成の実施例を図示する。図３は、相互に固定関係にある、源１０８およびレセプタ筐体１１０を担持する、回転ガントリ１０６を図示する。図４は、その他の点では図２に類似するが、加えて、中心開口部１１４ｃを有する患者遮蔽体１１４を示す、側面立面図である。遮蔽体１１４は、図３における破線の弧を含む円形によって図示されるように、正面立面図では、真円形であることができる。その場合、ガントリ１０６は、ＣＴモードでは、真円形に加え、可能性として、撮像ビーム角度を通して回転することができる。代替として、遮蔽体１１４が、破線弧下および遮蔽体１１４の実線間の面積として図３に図示される区域または区画１１４ａを開放したまま残すことができる。その場合、ガントリ１０６は、角度２００°等、３６０°未満の角度を通してのみ回転することができるが、患者は、より快適な姿勢のために、遮蔽体１１４のＶ−形状カットアウト１１４ｂ内に、その頭部と、おそらく腕および肩とのための空間を有することができる。具体的には、図３に図示されるように、ガントリ１０６は、Ｖ−形状カットアウト１１４ｂ外側の遮蔽体１１４の一部内においてのみ回転することができる。ガントリ１０６および管１０８およびレセプタ筐体１１０の可能性として考えられる位置の１つが、図３における実線に示される。別の可能性として考えられる位置は、破線に示され、ガントリ１０６'、担持Ｘ線源１０８'、およびレセプタ筐体１１０'として指定される。図３に示されるように、カットアウト１１４ａを上部に有する代替として、カットアウトは、遮蔽体１１４の底部にあることができる。その場合、支持体１００により近接して、患者の脚部のための空間が存在し、源１０８の弧は、源が、胸部の典型的ＣＣおよびＭＬＯ配向におけるように、患者の胸部を上方から照射するように位置付けられることができる。これは、図１０および１１に関して以下に論じられるように、ガントリ中心線が患者から傾斜されるとき、特に好ましくあり得る。以下により詳細に論じられる、図１２−１４は、ＥＴおよびＣＴモードのための代替構成を図示し、患者の胸部のみではなく、また、患者の腕も、撮像場に位置付けられ、それによって、腋窩の撮像を促進することができる。Ｔ（Ｔｍｍを含む）およびＣＴモードのための胸部にかかる圧迫力は、マンモグラフィー専用システムまたは同一譲受人によって現在もたらされているＳｅｌｅｎｉａ（Ｒ） Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ（Ｒ）システムにおけるマンモグラフィーモードＭのために現在使用されている圧迫力を下回る、むしろ、かなり下回り得る。

図３ａは、システムがＥＴモードで動作しており、胸部がＣＣ配向にあるときのＥＴｐ１およびＥＴｐ２画像の取得のための源１０８の弧の可能性として考えられる組み合わせを図示する。本非限定的実施例では、システムは、源１０８が、胸部の周囲に約１５°延在し得る、「Ｔｏｍｏ弧」と標識された弧を横断する間、ＥＴｐ１画像を取得し、源１０８が、「ＣＴ弧」と標識された約２００°の弧を横断する間、画像ＥＴｐ２を取得する。画像ＥＴｐ１は、比較的に低ｋＶ（２０−４０ｋＶの範囲内等の軟Ｘ線）であるが、比較的に高用量において取得されることができる一方、画像ＥＴｐ２は、５０−８０ｋＶ等の比較的に高ｋＶであるが、より低い用量で取得されることができる。２つの弧が重複する場合、ＥＴｐ１画像のみ、取得されることができる、またはＥＴｐ１およびＥＴｐ２画像の両方が、取得されることができる。胸部は、冠状断面では、卵形形状に図式的に示されるが、本特許明細書のシステムにおいて使用される胸部の平坦化された（非円筒形）形状は、固定ユニット１０４の胸部支持および圧迫表面を適切に成形することによって画定され得ることを理解されたい。

図４は、側面立面図における、患者遮蔽体１１４の可能性として考えられる形状を図示する。遮蔽体１１４は、柱１００から離れる方向に、中心開口部１１４ｃから膨隆し、患者の胸部が、ユニット１０４の中に到達し、固定されることを可能にする一方、遮蔽体１１４は、患者の身体を回転構成要素、すなわち、ガントリ１０６およびＸ線源１０８およびレセプタ筐体１１０から分離する。開口部１１４ｃは、より大きく作製されることができ、かつ図３および４（正確な縮尺ではない）における例証と異なるように成形され、胸部が平坦化される際、Ｘ線技術者による患者の胸部へのアクセスを促進することができる。遮蔽体１１４の一部は、可撤性である、またはヒンジ留めされ、さらに、アクセスを促進することができる。例えば、破線１１４ｄおよび１１４ｅの上方の遮蔽体１１４の一部の一方または両方は、技術者が、患者の胸部を位置付け、固定する間、ずれて移動され、ＥＴまたはＣＴモードにおける走査が開始する前に、戻され、患者を保護し得るように、可撤性である、またはヒンジ留めされることができる。患者遮蔽体１１４は、柱１００および／または床上に搭載されることができる。図４の実施例では、回転ガントリ１０６は、患者により近接する、またはそこから離れる、すなわち、図４に見られる位置および図６に見られる位置の一方から他方に、左右に移動されることができる。したがって、図４の実施例を使用した胸部のＥＴまたはＣＴ撮像のために、回転ガントリ１０６は、柱１００から、図６に図示される柱１００に対する位置まで離間され、実際には、レセプタ筐体１１０がカットアウト１１４ｂの外側にある間のみ、患者の胸部を撮像する。したがって、患者は、撮像されている胸部の多くと、可能性として、周囲組織とが、Ｘ線撮像場の中に入り得るように、部分的に、カットアウト１１４ｂの中に前傾することができる。

トモシンセシスモードＴでは、システムは、画像ＥＴｐ１が生成されるのと同一様式で画像を生成することができる。狭角サブモードＴｎおよび広角サブモードＴｗは、Ｘ線源１０８の軌道の角度範囲において、相互と異なり、付加的点でも同様に異なってもよく、またはそうでなくてもよい。例えば、レセプタ１１２が源軌道を通る単一掃引の間に作成するトモシンセシス投影画像ＴｐｎおよびＴｐｗの数が異なってもよい。典型的には、必ずしもではないが、画像Ｔｐｗは、源１０８の単一撮像掃引の間の画像Ｔｐｎより数が多い。源１０８の軌道の範囲において、かつ可能性として、他の観点において異なるが、依然として、トモシンセシスモードである、ＴｎおよびＴｗと異なる、付加的サブモードも、存在することができる。

図５−７は、サブモードＴｎおよびＴｗを含む、モードＴにおける動作と、モードＥＴのいくつかの側面とを図示する。図５および６は、それぞれ、図１および２とその他の点では同一であるが、ガントリ１０６は、胸部固定ユニット１０４および車軸１０２および柱１００に対して異なる位置にある。特に、Ｘ線源１０８は、ユニット１０４および柱１００からより遠く、レセプタ筐体１１０は、ユニット１０４により近い。図５および６に示されるように、モードＴ（Ｔｍｍを含む）では、患者の胸部は、撮像の間、定位置のままである、プレート１０４ａと１０４ｂとの間に固定および平坦化される。代替として、プレート１０４ｂは、除去され、胸部は、プレート１０４ａとレセプタ筐体１１０の上側表面との間に圧迫される。胸部がプレート１０４ａと１０４ｂとの間に圧迫される、一実施例では、Ｘ線管１０８およびレセプタ筐体１１０は、マンモグラフィーにおける従来のＣＣおよびＭＬＯ位置と同一であることができるが、そうである必要はない、０°位置に対して±１５°または±７．５°等の１８０°未満の角度を通して、固定された胸部を中心として回転を受けてもよい。個別の２次元投影画像Ｔｐが、参照することによって組み込まれる、共同所有の米国特許第７，１２３，６８４号に図示されるように、Ｘ線源１０８および筐体１１０内側の撮像レセプタ１１２が、相互に固定されたユニットとして回転する間、回転漸増毎に、撮影される。代替として、固定された胸部に対するＸ線管１０８およびレセプタ１１２の運動は、共同所有の米国特許第７，６１６，８０１号に図示されるようなものであることができる。本代替例では、Ｘ線管は、車軸１０２の中心軸を中心として回転するが、レセプタ筐体１１０は、撮像レセプタ１１２が、典型的には、レセプタの画像平面を通して通過し、車軸１０２の中心軸と平行であって、かつ撮像レセプタ１１２を二分する、軸を中心として、筐体１１０内側で枢動または揺動する間、定位置のままである。レセプタ１１２の枢動または揺動は、典型的には、レセプタ１１２の撮像平面の法線が、撮像Ｘ線ビームが放出される、Ｘ線管１０８内の焦点にまたはそれに近接して指向し続け得るように、かつビームが、レセプタ１１２の撮像表面の全てまたは殆どを照明し続けるように計算される、Ｘ線管１０８の回転角度より小さい角度を通る。モードＴの一実施例では、Ｘ線管１０８は、撮像レセプタが、その撮像表面を二分する水平軸を中心として約±５°を通して回転または枢動する間、約±７．５°の弧を通して回転する。本運動の間、１５の画像等、複数の投影画像Ｔｐが、均一または非均一であり得る、回転角度の漸増において撮影される。Ｘ線源１０８の軌道の弧の中心角度は、０°角度、すなわち、図５および６に見られるＸ線源１０８の位置、またはある他の角度、例えば、従来のマンモグラフィーにおけるＭＬＯ撮像に典型的なＸ線源位置のための角度であることができる。±１５°および２０−２１画像等、他の弧角度およびＴｐ画像の数も、可能性として考えられる。

ＴｎおよびＴｗサブモードにおけるＸ線源１０８の回転角度の実施例は、限定ではない。重要な点は、１つの選択が、別の選択より大きい胸部の周囲における角度を通したＸ線源回転を伴う場合、モードＴｍｍの複数のバージョンを提供することである。本質的に、同一機器は、モードＴのより多くのサブモードを提供するように構成されることができる。例えば、それぞれ、ユニット１０４の周囲の個別の異なる回転角度または他の運動を包含する、源１０８の個別の軌道を使用する、３つまたはそれを上回るサブモードが、存在することができる。

図５および６に図示されるシステムはまた、拡張トモシンセシスモードＥＴにおいて動作し、それによって、胸部の３Ｄ画像の空間分解能を増加させることができる。ＥＴモードでは、Ｘ線源１０８は、モードＴと同一であることができるが、そうである必要はない、平坦化された胸部の周囲の第１の軌道に沿って移動するが、加えて、胸部の周囲の第２の軌道を通して移動する。各軌道の過程において、撮像レセプタ１１２は、その軌道内の源の個別の位置のための２Ｄトモシンセシス投影画像Ｔｐを生成する。図９に関連して以下に論じられるように、システムは、画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２からの情報を混成し、ＥＴｐ１画像のみの使用と比較して、特に、平坦化された胸部の厚さ方向において、増加した空間分解能を伴う、胸部の３Ｄ画像を作成する。好ましくは、画像ＥＴｐ２のための源１０８の弧は、１８０°＋ビーム角度、すなわち、画像ＥＴｐ１のための弧を中心として、合計約２００°であるが、画像ＥＴｐ１が撮影される弧にわたる画像ＥＴｐ２を含まない。より一般的意味では、第２の軌道は、第１の軌道と同一、それより大きい、またはより小さい角度の弧に接することができ、第１の軌道の前もしくは後に撮像することができる、または第１および第２の軌道の一部は、交互することができる。例えば、第１の軌道の合計弧が、７．５°である場合、第２の軌道弧は、３０°、６０°、または１８０°、もしくは７．５°を上回るある他の角度であることができる。その場合、第２の軌道内の源位置の角度間隔は、概して、第１の軌道を上回ることができ、第２の軌道全体を通して一定である必要はない。例えば、ＥＴｐ１およびＥＴｐ２画像の数は、第２の軌道の合計角度が、第１の軌道の角度の２倍またはそれを上回るとき、同一であることができる。代替として、第２の軌道の角度は、第１の軌道の角度と同一またはより小さくあることができるが、第１および第２の軌道は、平坦化された胸部の周囲の非一致弧または相互から角度的に離間される弧に接するであろう。以下に論じられるように、ＥＴモードでは、システムは、トモシンセシス画像再構成プロセスにおいて、ＥＴｐ１およびＥＴｐ２画像からの寄与を混成し、胸部の３Ｄ画像および再構成されたスライス画像Ｔｒを生成し、画像「Ｔｒｄ」を表示する。

ＴおよびＴｍｍモードにおけるように、ＥＴモードでは、胸部は、ユニット１０４内に平坦化されることができるが、代替として、下側プレート１０４ｂは、撮像レセプタが、概して、Ｘ線源の回転に追従し得る限り、商標名Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ（Ｒ）下で現在もたらされている該システム内に胸部が固定されるのと類似様式において、胸部が、レセプタ筐体１１０の上側表面と上側プレート１０４ａとの間に支持されるように、除去されてもよい。

ＣＴモードでは、図１および２のシステムは、立位または座位の患者の胸部をプレート１０４ａと１０４ｂとの間に平坦化および固定し、源１０８およびレセプタ筐体１１０は、典型的には、３６０°＋可能性として撮像ビーム角度である、または少なくとも１８０°＋撮像ビーム角度である、ＣＴ角度にわたって、胸部の周囲を回転し、撮像レセプタ１１２は、回転の漸増毎に、２Ｄ投影画像ＣＴｐを作成する。画像ＣＴｐは、胸部の３Ｄ画像に処理され、これは、胸部スライスの再構成画像ＣＴｒとして表されることができる。

Ｍモードでは、図１および２のシステムは、患者の胸部を上側プレート１０４ａとレセプタ筐体１１０の上部表面（下側プレート１０４ｂを欠く）との間に平坦化する。源１０８、レセプタ筐体１１０（および、レセプタ１１２）、およびプレート１０４ａは、胸部が平坦化される前に、ＣＣまたはＭＬＯ撮像等のための配向にユニットとして回転することができる。源１０８およびレセプタ１１２が定常であって、胸部が平坦化および固定された状態で、システムは、従来のマンモグラムに類似するマンモグラムＭｐを撮影する。

レセプタ筐体１１０の上側表面によって支持される胸部を平坦化するために、凹面プレート１０４ａおよび１０４ｂが、使用されることができる、または略平坦プレートが、代用されることができる、または単一平坦もしくは凹面圧迫パドルが、使用されることができる。モードの一部または全部では、ユニット１０４内に固定された胸部の冠状断面は、図８に胸部１２２に関して図示されるように、略楕円形である、または固定または圧迫された胸部１２２の幅が、その厚さを有意に上回るように、ほぼ楕円形であるが、上部および／または底部に平坦面積を伴うことができる。その場合、図８に見られるように、胸部１２２を通る線「Ａ」に沿った経路長「ａ」は、撮像ビーム内のＸ線のための線Ｂに沿った経路長「ｂ」より短い。代替は、圧迫された胸部の厚さを低減させるが、幾分、胸部形状に対して座屈し、患者快適性を改善するために十分に可撓性／屈曲可能な材料から作製される、プレート１０４ａおよび１０４ｂプレートのうちの少なくとも１つの使用を伴う。

胸部に対する撮像Ｘ線ビームの角度に伴って、Ｘ線のスペクトルを変動させることが望ましくあり得る。例えば、Ｘ線画像を改善するために、図８における経路「ｂ」のためよりも、経路「ａ」のために、より軟質のＸ線が使用されることができる。この目的を達成するために、システムは、ＣＴモードまたはＴ（Ｔｍｍを含む）もしくはＥＴモードで使用されるとき、胸部１２２が厚さより有意に広い断面に対して平坦化された状態で、コンピュータ制御下で動作され、例えば、Ｘ線管１０８を駆動させる電圧（ｋＶ）を変動させることによって、Ｘ線ビーム硬度を適宜変動させることができる。配列は、Ｘ線管が生成するＸ線ビームの固有の傾斜効果も考慮して、胸部組織の最長長さ（胸部のＣＣ配向における水平方向）を通して通過する場所においてＸ線を最も硬質にし、最小厚さ（胸部のＣＣ配向における垂直方向）を通して通過する場所に向かって徐々に軟質にするように設定されることができる。

図９は、前述のモードのうちの１つまたはそれを上回るもので動作する、Ｘ線源１０８および撮像レセプタ１１２を含む、データ取得システム１２４の動作から生じる画像を処理および表示する、システムを図示する。これらの画像は、ＥＴモードでは、投影画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２、Ｔモードでは、Ｔｐ（および、Ｔｍｍモードでは、ＴｎｐおよびＴｗｐ）、ＣＴモードではＣＴｐ、およびＭモードでは、Ｍｐを個別の再構成スライス画像ＥＴｒ、Ｔｒ、およびＣＴｒのための画像データにコンピュータ処理し、画像ＥＴｒｄ、Ｔｒｄ、ＣＴｒｄ、およびＭｄを閲覧のために表示するように構成される、画像処理ユニットを含む、コンソール１２６に提供される。加えて、コンソール１２６は、前述のように、動作するようにデータ取得システム１２４を制御する。明確かつ簡潔にするために、電力供給源、オペレータ制御、および安全デバイス等の従来の要素は、図示されない。Ｔｍｍモード（ＴｎｐおよびＴｗｐを含む）およびマンモグラムＭｐにおける画像Ｔｐおよび投影画像に関して、コンソール１２６の動作は、商標名Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ（Ｒ）の下でもたらされる、または前述の参考文献において論じられるようなシステムにおいて使用されるものと類似または同じであることができる。ＣＴｒ画像に関して、コンピュータ処理は、米国特許第６，９８７，８３１号において論じられるように動作することができる。画像解釈における優れた結果は、好ましくは、必ずしもではないが、並行して、画像ＣＴｒｄとＴｐｄ、またはＣＴｒｄとＴｐｄとＭｄ、またはＴｐｄとＥＴｒｄ、またはＴｐｄとＥＴｒｄとＭｄ、またはＣＴｒｄとＥＴｒｄ、またはＣＴｒｄとＭｄとＥＴｒｄ、またはＣＴｒｄとＴｐｄとＴｒｄとＭｄとＥＴｒｄの組み合わせ、または利用可能な画像の全てのある他の部分的組み合わせ等、胸部の異なる画像の組み合わせが、画像読取機に提示されるときに生じると考えられ、それらは全て、並行して、または選択されたシーケンスにおいて、ディスプレイユニット１３０上に提示されることができる。

ＥＴモードでは、画像再構成は、最終再構成スライス画像ＥＴｒが、モードＴからの画像Ｔｒと比較して、改良された平面外空間分解能を有し、画像ＥＴｒが、画像ＥＴｐ１からそのより高い空間周波数コンテンツに対してより大きい寄与と、画像ＥＴｐ２からそのより低い空間周波数コンテンツに対してより大きい寄与を受けるであろうという一般概念を伴う。この目的を達成するために、ＥＴｐ１画像のトモシンセシス再構成処理によって得られる２Ｄ投影画像ＥＴｐ１および／またはスライス画像ＥＴｒ１は、空間ドメインまたは周波数ドメイン内において高域通過フィルタを用いてフィルタ処理される。ＥＴｐ２画像のトモシンセシス再構成処理によって得られる２Ｄ投影画像ＥＴｐ２および／またはスライス画像ＥＴｒ２は、空間ドメインまたは周波数ドメインにおいて低域通過フィルタを用いてフィルタ処理される。結果として生じるフィルタ処理された画像は、組み合わせられる。例えば、高域通過フィルタ処理されたスライス画像ＥＴｒ１および低域通過フィルタ処理された画像ＥＴｒ２は、再構成／組み合わせプロセスにおける適切な幾何学的計算を使用して、再構成スライス画像ＥＴｒに組み合わせられ、個別のスライス画像ＥＴｒ１およびＥＴｒ２が、適切なスライス画像ＥＴｒに寄与することを確実にする。

前述の議論から理解され得るように、原理上、Ｘ線ビームが、圧迫された胸部の幅寸法に対して法線方向または略法線方向であるとき撮影される投影画像ＥＴｐ１は、主に、より高い周波数コンテンツを再構成スライス画像ＥＴｒに寄与し、残りの投影画像ＥＴｐ２（いくつかの実施例では、画像ＥＴｐ１の一部または全部を含み得る）は、主に、より低い空間周波数コンテンツを再構成スライス画像ＥＴｒに寄与する。

ＣＴモードでは、画像処理ユニット１２６は、投影画像ＣＴｐをスライス画像ＣＴｒに再構成するための公知の動作、例えば、空間ドメインまたはフーリエ空間内のフィルタ処理された逆投影を実施する。Ｍモードでは、処理回路１２６は、雑音を低減させる、またはコントラストを向上させるための従来の動作を実施することができる。ＥＴ、Ｔ、およびＣＴモードのいずれかでは、処理ユニット１２６はさらに、異なる厚さの胸部スライスを表す、選択された異なる配向におけるスライス画像を生成するための３Ｄ画像情報の使用、および合成マンモグラム画像を生成するための画像処理等のプロセスを実施することができる。

コンソール１２６内の処理から生じる３Ｄ画像は、閲覧またはさらなる画像操作のために、同一譲受人による商標名ＳｅｃｕｒＶｉｅｗ下でもたらされるワークステーション等のワークステーション１２８、および／または同時に、胸部画像の２つまたはそれを上回るものを示す、１つまたはそれを上回るコンピュータディスプレイ画面を含む、ディスプレイユニット１３０を提供されることができる。例えば、ディスプレイユニット１３０は、同時に、ＥＴｒｄ画像を、Ｔｐｒｄ画像および／またはＴｐｄ画像、ならびに／もしくはＭｐｄ画像とともに示すことができる。これらのタイプの画像の任意の１つは、単一画像として、２つまたはそれを上回る画像として、またはシネモードにおいて示されることができる。例えば、ＥＴｒｄまたはＴｒｄ画像は、１つの胸部スライスの画像から別のスライスの画像に変化する、シネモードで示されることができる。同時に表示される画像は、並行して表示される画像のうちの１つにおける解剖学的特徴の選択が、自動的に、並行して表示される画像の少なくとも別のものにおける整合する解剖学的特徴を識別するように、同時に位置合わせされることができる。ユニット１０４と異なるデバイスを使用する撮像のために、胸部を固定および位置付けることが所望される場合、データ取得システム１２４は、代わりに、カップ形状または漏斗形状の胸部固定具１０４'（図１０）等のデバイスを含むことができ、その中に、胸部および可能性として周囲組織が、真空または接着剤等の手段によって引っ張られることができ、そのようなデバイスは、図９に図示される制御装置１２５によって制御されることができる。カップまたは漏斗は、ユニット１０４の代わりに、Ｘ線源１０８からの撮像ビーム内に存在することになるであろう。

医療従事者は、異なるＸ線モダリティを用いて撮影される患者の胸部または複数の胸部の画像を並行して閲覧することが、重要であり得る。本特許明細書に開示されるシステムは、医療従事者が、並行して表示される再構成画像ＣＴ画像ＣＴｒｄ、再構成トモシンセシススライス画像ＥＴｒｄおよびＴｒｄ（モードＴｍｍからのＴｎｒｄおよびＴｗｒｄを含む）、モードＥＴおよびＴ（Ｔｍｍを含む）におけるいずれかにおいて得られる２Ｄ投影画像、ならびにマンモグラムＭｄの任意の望ましい組み合わせを選択することを可能にすることによって、その機会を提供する。

図１０は、ＣＴモード、ならびにモードＥＴ、Ｔ（ＴｎおよびＴｗ等のサブモードにおいて動作するＴｍｍを含む）、およびＭのいずれかにおいて動作し得る、システムの別の実施例を図示する。柱１０００は、例えば、図示されるように、垂直から１０°の角度にわたって、枢動支持体１００２の水平枢動軸１００１を中心として垂直から枢動し、したがって、患者は、遮蔽体１００４に対して前傾することができる。回転Ｃ−アーム１００６は、Ｘ線ビーム１０９を放出するＸ線源１０８と、Ｘ線撮像レセプタ筐体１１０とを担持し、前述の実施形態におけるように、異なる身長の患者に一致するように、柱１０００に対して上下に移動されることができる。遮蔽体１００４は、胸部圧迫ユニット１０４の周囲を回転するにつれて、患者をＸ線源１０８から遮蔽し、また、患者をＸ線撮像レセプタ筐体１１０の任意の回転移動から遮蔽する。遮蔽体１００４はさらに、それに寄りかかる患者を安定化させるように作用し、患者が保持するハンドルを含み、さらに、患者快適性および安定性を促進してもよい。遮蔽体１００４は、源１０８および筐体１１０の回転軌道を囲繞し、患者の胸部のための開口部を有する正面部分１００４ｂを含むことができ、その開口部は、医療従事者が、平坦化されるにつれて、胸部に到達し、それを調節することを可能にするために十分に大きくあることができる。遮蔽体１００４はさらに、筐体１１０と、患者の胸部が静置し、胸部の他側のパドルによって圧迫され得る、胸部圧迫ユニット１０４の一部との間にある、胸部プラットフォームを含んでもよい。胸部プラットフォームは、平坦であることができる、または胸部の輪郭に成形されることができ（例えば、プラットフォームは、凹面であることができ）、患者毎に異なり得る、異なるサイズに作製されることができる。代替遮蔽体１００４ａは、遮蔽体１００４の代わりに、またはそれに加え、使用されることができる。遮蔽体１００４ａは、圧迫ユニット１０４（１０４'）を囲繞し、好ましくは、同様に、患者をガントリ１００６の運動から保護する、部分１００４ｂを含む。部分１００４ｂの一部または全部は、特に、マンモグラムＭを撮影するために、可撤性であってもよい。

ＥＴｐ２画像のための源弧が、３６０°未満である、例えば、弧が、約２００°である、ＥＴモードで使用するために、遮蔽体１００４のある区域は、患者の下半身のための空間をもたらすように省略されることができる。例えば、約１２０°〜１６０°の区域は、図３に関して論じられるものと同様であるが、遮蔽体の底部側にある様式において、省略されることができる。

図１１は、その他の点では図１０に類似するが、異なる形状の患者遮蔽体１００４ｄを有する、別の実施例を図示し、車軸１０２上に支持されることができ、図１０における部分１００４ｂと位置および機能が類似するが、幾分、異なる形状の正面部分１００４ｂ'を含むことができる。遮蔽体１００４同様に、遮蔽体１００４ｄは、平坦である、または成形される、胸部プラットフォームを含むことができ、異なるサイズであることができ、かつ患者ハンドルを含むことができる。代替遮蔽体１００４ｅは、遮蔽体１００４ｄに加え、またはその代わりに、使用されることができ、これは、遮蔽体１００４ａと異なる形状を有するが、類似目的を果たす。図１１の実施例は、患者の下半身をＸ線システムに対して位置付けるために、遮蔽体１００４より大きい自由度を可能にする。

図１２−１５は、前述のモードのうちの１つまたはそれを上回るものにおいて、Ｘ線胸部撮像を実施することができるが、ＥＴ、Ｔ、およびＣＴモードに特に好適である、システムの別の実施例を図示する。

図１２は、外側周縁１２ａと、中心開口部１２ｂと、患者の下半身が適合し得る、カットアウト１２ｃとを有する、患者遮蔽体１２０２の正面立面図を図示する。胸部固定具１０４は、中心開口部１２ｂの内側にある。ＥＴおよびＣＴモードにおける動作のために、固定具１４は、開口部１２ｂの中心近傍にあることができる。Ｔ、Ｔｍｍ、およびＭモードにおける動作のために、固定具１０４は、中心開口部１２の周縁に向かって移動される。明確にするために、他のシステム構成要素は、図１２および１５から省略されるが、いくつかは、図１３に示される。

図１３は、側面立面図における図１２のシステムを図示し、図１２および１５から省略されるシステム構成要素のいくつかを示す。図１０および１１のシステムにおけるように、Ｘ線源１０８およびレセプタ筐体１１０は、胸部固定具１０４を中心とするユニットとしての回転のために支持される。固定具１０４は、半径方向移動のために、中心開口部１２内に、例えば、図１２および１５に示される位置間に搭載され、また、その軸を中心とした回転のために搭載され、例えば、胸部をＣＣ、ＭＬＯ、またはある他の配向に平坦化することができる。システムの他の支持構成要素は、前述に説明される機能を果たし、対応する参照番号を持つ。

着目すべきこととして、一実施形態では、図１２−１５のシステム内の中心開口部１２ｂは、患者の胸部のみを受容するために必要なものよりはるかに大きい。これは、その腋窩の少なくとも一部が、撮像体積であるように、患者が、その腕および肩の一部を開口部１２ｂの中に挿入することを可能にするために十分に大きく、これは、胸部だけではなく、また、胸部腋窩も撮像されることを可能にする。これは、図１４に図式的に図示され、胸部１４０２および腋窩１４０４の少なくとも一部の両方が、Ｘ線ビーム１４０６を用いて撮像される。患者の腕１４１０は、開口部１２ｂの中に延在し、ハンドル１４０８または別のデバイスが、その腕１４１０が可動構成要素の経路外にあるように、患者が把持するために、開口部１２ｂ内に提供されることができる。代替として、または加えて、内部遮蔽体が、患者の腕１４１０を可動構成要素の経路外に保つために、開口部１２ｂ内に提供されることができる。

ＥＴおよびＣＴ動作モードでは、図１２−１５の実施例におけるシステムは、図示される矢印の方向に、源１０８および撮像レセプタ筐体１１０を胸部固定具１０４を中心として回転させ（図１２におけるように中心位置にあるとき）、前述のように、投影画像ＥＴｐ１、ＥＴｐ２、およびＣＴｐを撮影する。ＴおよびＴｍｍモードでは、固定具１０４は、図１５におけるような位置にあって、撮像レセプタ筐体１１０は、同様に、回転することができる、または定常であることができるが、その内部撮像レセプタは、図７におけるように、揺動することができる。Ｍモードでは、Ｘ線源および撮像レセプタは、Ｍｐ画像を撮影する間、固定位置にある。モードのいずれかでは、固定具１０４は、ＣＣ配向、またはＭＬＯ配向、または任意の他の所望の配向に胸部を位置付けるように回転されることができる。図１２−１５の実施例からの投影画像は、前述のように、表示画像に処理されることができる。

いくつかの実施形態が、説明されたが、本特許明細書に説明される新しい主題は、本明細書に説明される任意の一実施形態または実施形態の組み合わせに限定されず、代わりに、多数の代替、修正、および均等物を包含することを理解されたい。加えて、完全な理解を提供するために、多数の具体的詳細が、以下の説明に記載されたが、いくつかの実施形態は、これらの詳細の一部または全部を伴わずに、実践されることができる。さらに、明確性の目的のために、関連技術において公知のある技術資料は、本明細書に説明される新しい主題を不必要に曖昧にすることを回避するために、詳細に説明されていない。本明細書に説明される具体的実施形態の１つまたはいくつかの個々の特徴が、特徴または他の説明される実施形態と組み合わせて使用されることができることは、明白となるはずである。さらに、種々の図面における類似参照番号および記号は、類似要素を示す。

前述は、明確性の目的のために、ある程度詳細に説明されたが、ある変更および修正が、開示される原理から逸脱することなく、成され得ることは、当業者に明白となるであろう。本特許明細書が教示する原理から逸脱しない、本明細書に説明されるプロセスおよび装置の両方を実装する代替方法も、存在する。故に、本実施形態は、制限ではなく、例証として見なされるべきであって、本明細書に説明される一連の作用は、本明細書に与えられる詳細に限定されず、添付の請求項の範囲および均等物内において修正され得る。

前述の特許および他の刊行物ならびに特許出願は、本明細書に完全に記載される場合と同様に、参照することによって本特許明細書に組み込まれる。

前述の資料から理解され得るように、本特許明細書の新規特徴は、限定ではないが、（ａ）直立位の患者を含む、冠状面に平坦化された胸部のＣＴ撮像（ｂ）胸部のＣＴ撮像のための中心位置と、トモシンセシスまたはマンモグラフィー撮像のための開口部の周縁に向かう位置との間における、開口部内での胸部固定ユニットの半径方向移動、（ｃ）最小限に圧迫される、または全く強制的に圧迫されない、胸部のＣＴおよびトモシンセシス撮像、ならびに（ｄ）同一撮像モードで、好ましくは、胸部の同一圧迫または固定において得られる、胸部の高空間分解能および低空間分解能画像と、さらに、胸部の異なる走査において得られる画像との混成を含む。

ある側面では、本特許明細書は、患者の胸部を平坦化するように構成される、胸部固定具と、拡張トモシンセシスモードＥＴにおいて、胸部を撮像するように構成されるＸ線源およびＸ線撮像レセプタであって、源が固定具の周囲の第１の軌道を横断する間、個別の２次元（２Ｄ）投影トモシンセシスＸ線画像ＥＴｐ１と、源が固定具の周囲のより長い第２の軌道を横断する間、画像ＥＴｐ２とを得る、レセプタと、トモシンセシス画像再構成処理を画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２に適用し、ＥＴｐ１画像がＥＴｐ２画像より高い空間周波数コンテンツに寄与し、選択された厚さおよび配向を有する個別の胸部スライスを表す、再構成画像ＥＴｒを得るように構成される、コンピュータ実装画像プロセッサと、該３Ｄ再構成画像に関連する画像を表示するように構成される、ディスプレイとを備える、Ｘ線胸部撮像システムを説明する。

源およびレセプタはさらに、代替として、または加えて、（ａ）源が、第１の軌道においてのみ移動し、画像Ｔｐ１のみが、得られ、胸部スライス画像に処理される、トモシンセシスモードＴと、（ｂ）レセプタが、Ｘ線マンモグラムＭｐを生成する間、源およびレセプタが、胸部固定具に対して固定位置に留まる、マンモグラフィーモードＭと、（ｃ）レセプタが、複数のＣＴ投影画像ＣＴｐを生成する間、胸部固定具の周囲を回転する、ＣＴモードとにおいて動作するように構成されることができる。Ｔモードは、胸部の周囲の源の単一運動における画像Ｔｐ１の撮影を含むことができ、代替として、マルチモードＴｍｍでは、システムは、胸部の周囲の源の比較的に短い軌道にわたる２Ｄトモシンセシス投影画像Ｔｐｎ、または比較的に長い軌道にわたる２Ｄトモシンセシス投影画像Ｔｐｗを撮影する。

レセプタはまた、２Ｄトモシンセシス投影画像を得る間、胸部固定具の周囲を移動するように構成されることができる。患者遮蔽体は、可動源と、随意に、可動レセプタとを封入するように構成されることができる。

患者遮蔽体は、第１および第２の軌道を囲繞することができ、胸部固定具が位置する中心開口部を含むことができ、中心開口部は、患者の胸部が胸部固定具内に平坦化されると、患者腋窩が撮像体積に進入するように、患者がその腕を挿入するために十分に大きい。胸部固定具は、中心位置から、中心開口部の周縁の近傍であって、かつレセプタにより近い位置まで、中心開口部内を半径方向に移動するように構成されることができる。源の第１および第２の軌道を囲繞する、患者遮蔽体は、源軌道外側の弧内に患者の下半身のための開口部を有することができる。第１の軌道は、約±７．５°の弧にわたる、または１０°〜５０°の範囲内であることができ、第２の軌道は、約２００°の弧にわたる、または５０°〜２５０°の範囲内であることができる。マンモグラムは、源、レセプタ、および胸部が定常状態で、従来のマンモグラフィーシステムにおけるように撮影されることができ、または、例えば、胸部を中心とした３ＤトモシンセシスもしくはＣＴ情報の最小強度または最大強度投影によって、胸部の２Ｄトモシンセシス画像、再構成スライス画像、もしくは再構成ＣＴ画像から合成されることができる。胸部固定具は、ＣＣ配向およびＭＬＯ配向のうちの１つにおいて、胸部を平坦化するように構成されることができる。

他の側面では、本特許明細書は、複数の動作モードを有し、撮像体積内において、患者の胸部を平坦化するように構成される、胸部固定具と、（ａ）マンモグラフィーモードＭ、（ｂ）トモシンセシスモードＴ（源軌道が、より狭い角度経路Ｔｎまたはより広い角度経路Ｔｗを有する、マルチモードＴｍｍを含む）、および（ｃ）拡張トモシンセシスモードＥＴのシステムモードの任意の１つにおいて選択的に動作するように構成され、（ａ）モードＭにあるとき、システムは、源およびレセプタが、固定具に対して固定位置にある間に撮影される、マンモグラム画像Ｍｐを作成し、（ｂ）モードＴにあるとき、システムは、それぞれ、固定具の周囲の源軌道Ｔ内の源の個別の位置から撮影される、複数の２次元（２Ｄ）投影画像Ｔｐを作成し（および、モードＴｍｍでは、より狭い角度３Ｄ投影画像Ｔｎ１またはより広い角度投影画像Ｔｗｐを作成する）、（ｃ）モードＥＴで動作するとき、システムは、胸部固定具の周囲の第１の源軌道ＥＴ１内の源の個別の位置から撮影される２Ｄ投影画像ＥＴｐ１と、固定具の周囲の第２の源軌道ＥＴ２内の源の個別の位置から撮影される２Ｄ投影画像ＥＴｐ２とを作成する、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタと、（ａ）モードＭ動作に応答して、画像Ｍｐを表示マンモグラム画像Ｍｐｄに処理し、（ｂ）モードＴ動作に応答して、第１のトモシンセシス画像再構成処理を画像Ｔｐ（または、画像ＴｎｐもしくはＴｗｐ）に適用し、それによって、再構成胸部スライス画像Ｔｒを作成し、（ｃ）モードＥＴ動作に応答して、第２のトモシンセシス画像再構成処理を画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２に適用し、再構成胸部スライス画像ＥＴｒを作成するように構成され、少なくとも、胸部圧迫方向における空間分解能が、画像Ｔｒにおけるより画像ＥＴｒにおいて上回る、コンピュータ実装画像プロセッサと、画像Ｍｐ、Ｔｒ、およびＥＴｒのうちの１つまたはそれを上回るものから導出される画像を選択的に表示するように構成される、ディスプレイとを備える、Ｘ線胸部撮像システムを説明する。本システムは、少なくとも第１および第２の源軌道を囲繞し、胸部固定具が位置する中心開口部を伴う、患者遮蔽体を含むことができ、中心開口部は、その胸部が胸部固定具内にあるとき、患者の腋窩の少なくとも一部が、撮像体積内にあるように、患者がその腕を挿入するために十分に大きい。胸部固定具は、ＥＴモードにおける動作のための遮蔽体開口部内の中心位置と、ＭモードおよびＴ（または、Ｔｍｍ）モードのうちの少なくとも１つにおける動作のための中心開口部の周縁により近い位置との間で移動するように構成されることができる。固定具は、ＭおよびＴモードのそれぞれにおける動作のために、中心開口部の周縁における位置に移動するように構成されることができる。Ｔｍｍモードでは、サブモードＴｎにおける源軌道は、サブモードＴｗにおけるより短い。サブモードＴｎにおける源軌道は、１０°〜２０°の弧に、モードＴｗでは、２０°〜５０°の弧にわたることができる。散乱防止グリッドが、少なくとも、Ｍモード動作において、胸部固定具と画像レセプタとの間で使用されることができるが、随意に、また、Ｔ（および、Ｔｍｍ）モード、ＥＴモード、およびＣＴモードでも、使用されることができる（但し、その必要はない）。源軌道ＥＴ１は、約１５°の弧にわたることができ、源軌道ＥＴ２は、約２００°の弧にわたることができる。第２のトモシンセシス画像再構成処理は、画像ＥＴｒにおいて、画像ＥＴｐ２からより画像ＥＴｐ１から高空間分解能コンテンツにより寄与を含み、換言すると、画像Ｔｐ１からより画像Ｔｐ２から低空間分解能コンテンツにより寄与を含むように構成されることができる。

他の側面では、本特許明細書は、患者の胸部を平坦化するように構成される、胸部固定具と、狭角トモシンセシスサブモードＴｎおよび広角トモシンセシスサブモードＴｗにおいて、胸部を選択的に撮像するように構成される、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタであって、サブモードＴｎでは、レセプタは、源が固定具の周囲のより狭い弧軌道を横断する間、個別の２次元（２Ｄ）投影トモシンセシスＸ線画像Ｔｎｐを得て、サブモードＴｗでは、レセプタは、源が固定具の周囲のより広い弧軌道を横断する間、個別の２Ｄ投影画像Ｔｗｐを得る、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタと、Ｔｎモードでは、トモシンセシス画像再構成処理を画像Ｔｎｐに適用し、投影画像Ｔｎｐからの胸部スライス画像Ｔｎｒを再構成し、Ｔｗモードでは、トモシンセシス再構成処理を画像Ｔｗｐに適用し、画像Ｔｗｐからの胸部スライス画像Ｔｗｒを再構成するように選択的に動作するように構成される、コンピュータ実装画像プロセッサと、該３Ｄ再構成画像に関連する画像を表示するように構成される、ディスプレイとを備える、Ｘ線胸部撮像システムを説明する。より狭い弧軌道は、１０°〜２０°であって、広角軌道は、２０°〜５０°であることができる、またはより狭い弧軌道は、約１５°であることができ、広角軌道は、４０°である。

他の側面では、本特許明細書は、胸部の周囲の源の第１の軌道に沿って分布する個別の複数の第１のＸ線源位置から、厚さ方向に平坦化された患者の胸部を照射することによって、第１の複数の２次元（２Ｄ）トモシンセシス投影画像ＥＴｐ１を得るステップと、胸部の周囲の源の第２のより長い軌道に沿って分布する個別の複数の第２のＸ線源位置から、患者の胸部を照射することによって、第２の複数の２次元（２Ｄ）トモシンセシス投影画像ＥＴｐ２を得るステップと、ＥＴｐ１およびＥＴｐ２画像の両方を利用して、トモシンセシス画像再構成プロセスにおいて、ＥＴｐ１およびＥＴｐ２画像を胸部スライス画像ＥＴｒにコンピュータ処理するステップと、該ＥＴｒ画像から導出される画像を生成および表示するステップとを含む、Ｘ線胸部トモシンセシス方法を説明する。再構成プロセスは、より高空間分解能のコンテンツを画像ＥＴｐ２からではなく画像ＥＴｐ１からの画像ＥＴｒに寄与するように構成され得る。第１の軌道は、約１５°の弧にわたり、源軌道ＥＴ２は、約２００°の弧にわたることができる。第１の軌道は、１０°〜２０°の弧にわたり、第２の軌道は、２５°〜２５０°の弧にわたることができる。本方法は、第１および第２の軌道の両方に沿って、患者を源運動から遮蔽するステップと、撮像体積内に、患者の胸部と患者の腕および患者の腋窩の少なくとも一部との両方を挿入するステップとを含むことができる。本方法は、（ａ）画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２を得るステップを含む、ＥＴモードと、（ｂ）単一軌道に沿って、源運動の過程において、２Ｄ投影画像Ｔｐを得るステップを含む、トモシンセシスモードＴ（より狭い角度源軌道にわたるトモシンセシス２Ｄ投影画像Ｔｎｐまたはより広い角度源軌道にわたるトモシンセシス２Ｄ投影画像Ｔｗｐを得る、モードＴｍｍを含む）と、（ｃ）平坦化された胸部に対して固定位置における源を用いて、マンモグラムＭｐを得るステップを含む、マンモグラフィーモードＭとの任意の１つにおいて、平坦化された患者の胸部を選択的に撮像するステップを含むことができる。

さらに他の側面では、本特許明細書は、コンピュータ可読媒体上に非一過性形態において記憶され、そのプログラムが、コンピュータシステム内で実行されると、コンピュータ化された機器に、胸部の周囲の源の第１の軌道に沿って分布される個別の複数の第１のＸ線源位置から、厚さ方向に平坦化された患者の胸部を照射することによって、第１の複数の２次元（２Ｄ）トモシンセシス投影画像ＥＴｐ１を得るステップと、胸部の周囲の源の第２のより長い軌道に沿って分布される個別の複数の第２のＸ線源位置から、患者の胸部を照射することによって、第２の複数の２次元（２Ｄ）トモシンセシス投影画像ＥＴｐ２を得るステップと、ＥＴｐ１およびＥＴｐ２画像の両方を利用して、トモシンセシス画像再構成プロセスを通して、ＥＴｐ１およびＥＴｐ２画像を胸部スライス画像ＥＴｒに処理するステップと、胸部の該３Ｄ表現から導出される画像を生成および表示するステップとを実施させる、コンピュータプログラムを説明する。処理は、画像ＥＴｒにおいて、画像ＥＴｐ２からより画像ＥＴｐ１から高空間分解能により大きい寄与を含むステップを含むことができる。第１の軌道は、１０°〜２０°の弧にわたることができ、第２の軌道は、２５°〜２５０°の弧にわたることができる。

Claims (20)

1. Ｘ線胸部撮像システムであって、
   患者の胸部を平坦化するように構成される胸部固定具と、
   拡張トモシンセシスモードＥＴにおいて前記胸部を撮像するように構成されるＸ線源およびＸ線撮像レセプタであって、前記拡張トモシンセシスモードＥＴにおいて、前記レセプタは、前記固定具の周囲の前記源の第１の軌道の過程における個別の２次元（２Ｄ）投影トモシンセシスＸ線画像ＥＴｐ１と、前記固定具の周囲の前記源のより長い第２の軌道の過程における画像ＥＴｐ２とを得る、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタと、
   トモシンセシス画像再構成処理を前記画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２に適用して、前記ＥＴｐ１画像が前記ＥＴｐ２画像よりも高い空間周波数コンテンツに寄与し、選択された厚さおよび配向を有する個別の胸部スライスを表す、再構成画像ＥＴｒを得るように構成されるコンピュータ実装画像プロセッサと、
   前記再構成画像ＥＴｒに関連する画像を表示するように構成されるディスプレイと、
   前記源の前記第１および第２の軌道を囲繞し、前記源軌道外側の弧内に前記患者の下半身のための開口部を有する患者遮蔽体と
   を備える、システム。
2. 前記源およびレセプタはさらに、代替として、前記源が、前記第１の軌道においてのみ移動し、画像Ｔｐ１のみが、得られ、胸部スライス画像に処理される、トモシンセシスモードＴで動作するように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記源およびレセプタはさらに、代替として、前記レセプタが、Ｘ線マンモグラムＭｐを生成する間、前記源およびレセプタが、前記胸部固定具に対して固定位置に留まる、マンモグラフィーモードＭで動作するように構成される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記源およびレセプタはさらに、前記レセプタが、複数のＣＴ投影画像ＣＴｐを生成する間、前記胸部固定具の周囲を回転するように構成される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記源および前記レセプタは両方とも、前記レセプタが前記ＥＴｐ２画像を得る過程において、前記胸部固定具の周囲を移動するように構成され、前記患者遮蔽体は、前記源およびレセプタを封入するように構成される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記患者遮蔽体は、前記第１および第２の軌道を囲繞し、前記胸部固定具が位置する中心開口部を有し、前記中心開口部は、患者の胸部が前記胸部固定具内に平坦化されると、前記患者の腋窩の少なくとも有意な部分が、撮像体積に進入するように、前記患者がその腕をその中に挿入するために十分に大きい、請求項１に記載のシステム。
7. 前記胸部固定具は、中心位置から、前記中心開口部の円周方向周縁の近傍かつ前記レセプタにより近い位置まで、前記中心開口部内を半径方向に移動するように構成される、請求項６に記載のシステム。
8. 前記第１の軌道は、７．５°〜５０°の弧にわたり、前記第２の軌道は、５０°〜２５０°の弧にわたる、請求項１に記載のシステム。
9. 前記画像プロセッサはさらに、前記胸部の合成マンモグラムを投影トモシンセシス画像から生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記源は、前記画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２が撮影される実質的に全位置に対する前記レセプタにおける実質的に一定の光子計数に寄与する、放射線を放出するように構成される、請求項１に記載のシステム。
11. 複数の動作モードを有するＸ線胸部撮像システムであって、
    撮像体積内において患者の胸部を平坦化するように構成される胸部固定具と、
    （ａ）マンモグラフィーモードＭ、（ｂ）トモシンセシスモードＴ、および（ｃ）拡張トモシンセシスモードＥＴのシステムモードのうちの任意の１つで選択的に動作するように構成されるＸ線源およびＸ線撮像レセプタであって、
    （ａ）モードＭにあるとき、前記システムは、前記源およびレセプタが前記固定具に対して固定位置にある間に撮影されるマンモグラム画像Ｍｐを作成し、
    （ｂ）モードＴにあるとき、前記システムは、それぞれ、前記固定具の周囲の源軌道Ｔ内の前記源の個別の位置から撮影される、複数の２次元（２Ｄ）投影画像Ｔｐを作成し、
    （ｃ）モードＥＴで動作するとき、前記システムは、前記胸部固定具の周囲の第１の源軌道ＥＴ１内の前記源の個別の位置から撮影される２Ｄ投影画像ＥＴｐ１と、前記固定具の周囲の第２の源軌道ＥＴ２内の前記源の個別の位置から撮影される２Ｄ投影画像ＥＴｐ２とを作成する、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタと、
    コンピュータ実装画像プロセッサであって、
    （ａ）モードＭ動作に応答して、前記画像Ｍｐを表示マンモグラム画像Ｍｐｄに処理し、
    （ｂ）モードＴ動作に応答して、第１のトモシンセシス画像再構成処理を前記画像Ｔｐに適用し、それによって、再構成胸部スライス画像Ｔｒを作成し、
    （ｃ）モードＥＴ動作に応答して、第２のトモシンセシス画像再構成処理を前記画像ＥＴｐ１およびＥＴｐ２に適用して、再構成胸部スライス画像ＥＴｒを作成するように構成され、
    少なくとも前記胸部圧迫方向における空間分解能は、画像Ｔｒにおいてよりも画像ＥＴｒにおいて上回る、コンピュータ実装画像プロセッサと、
    画像Ｍｐｄ、Ｔｒ、およびＥＴｒのうちの１つ以上から導出される画像を選択的に表示するように構成されるディスプレイと、
    前記源の前記第１および第２の源軌道を囲繞し、前記源軌道外側の弧内に前記患者の下半身のための開口部を有する患者遮蔽体と
    を備える、システム。
12. 前記患者遮蔽体は、前記胸部固定具が位置する中心開口部を有し、前記中心開口部は、患者の腋窩の少なくとも有意な部分が、前記撮像体積内にあるように、その胸部が前記胸部固定具内にあるとき、前記患者がその腕を挿入するために十分に大きい、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記胸部固定具は、前記ＥＴモードでの動作のための遮蔽体開口部の中心位置と、前記Ｍモードおよび前記Ｔモードのうちの少なくとも１つでの動作のための前記中心開口部の円周方向周縁における位置との間で移動するように構成される、請求項１２に記載のシステム。
14. モードＴは、サブモードＴｎおよびサブモードＴｗでの選択的動作を含み、モードＴｎにおける前記源軌道は、モードＴｗにおけるよりも短い、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記Ｔモード動作および前記ＥＴモード動作のうちの少なくとも１つにおいて、前記固定具と前記レセプタとの間の散乱防止グリッドを含む、請求項１１に記載のシステム。
16. 前記第２のトモシンセシス画像再構成処理は、前記画像ＥＴｒ内に、画像Ｔｐ１からよりも画像Ｔｐ２から低空間分解能コンテンツに大きな寄与を含むように構成される、請求項１１に記載のシステム。
17. 前記Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタはさらに、ＣＴモードで選択的に動作して、前記胸部の再構成スライスまたは体積画像ＣＴｒを生成するように構成され、前記ディスプレイは、画像Ｍｐｄ、Ｔｐ、Ｔｒ、ＥＴｒ、およびＣＴｒのそれぞれから導出される画像を選択的に表示するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
18. Ｘ線胸部撮像システムであって、
    患者の胸部を平坦化するように構成される胸部固定具と、
    狭角トモシンセシスサブモードＴｎおよび広角トモシンセシスサブモードＴｗにおいて前記胸部を選択的に撮像するように構成されるＸ線源およびＸ線撮像レセプタであって、サブモードＴｎでは、前記レセプタは、前記源が前記固定具の周囲のより狭い弧軌道を横断する過程において、個別の２次元（２Ｄ）投影トモシンセシスＸ線画像Ｔｎｐを得て、サブモードＴｗでは、前記レセプタは、前記源が前記固定具の周囲のより広い弧軌道を横断する過程において、個別の２Ｄ投影画像Ｔｗｐを得る、Ｘ線源およびＸ線撮像レセプタと、
    トモシンセシス画像再構成処理を画像Ｔｎｐに適用して３Ｄ胸部スライス画像Ｔｎｒを投影画像Ｔｎｐから再構成するＴｎモードと、トモシンセシス再構成処理を画像Ｔｗｐに適用して３Ｄ胸部スライス画像Ｔｗｒを画像Ｔｗｐから再構成するＴｗモードとで選択的に動作するように構成されるコンピュータ実装画像プロセッサと、
    前記３Ｄ胸部スライス画像Ｔｎｒおよび前記３Ｄ胸部スライス画像Ｔｗｒに関連する画像を表示するように構成されるディスプレイと、
    前記源の前記より狭い弧軌道およびより広い弧軌道を囲繞し、前記源軌道外側の弧内に前記患者の下半身のための開口部を有する患者遮蔽体と
    を備える、システム。
19. Ｘ線胸部トモシンセシス方法であって、
    患者の胸部の周囲の源の第１の軌道に沿って分布する個別の複数の第１のＸ線源位置から、厚さ方向に平坦化された前記胸部を照射することによって、第１の複数の２次元（２Ｄ）トモシンセシス投影画像ＥＴｐ１を得ることと、
    前記患者の胸部の周囲の前記源の第２のより長い軌道に沿って分布する個別の複数の第２のＸ線源位置から、前記胸部を照射することによって、第２の複数の２次元（２Ｄ）トモシンセシス投影画像ＥＴｐ２を得ることと、
    前記ＥＴｐ１および前記ＥＴｐ２画像の両方を利用して、トモシンセシス画像再構成プロセスにおいて、前記ＥＴｐ１および前記ＥＴｐ２画像を胸部スライス画像ＥＴｒにコンピュータ処理することと、
    前記ＥＴｒ画像から導出される画像を生成および表示することと、
    前記源軌道外側の弧内に前記患者の下半身のための開口部を有する患者遮蔽体で前記源の前記第１および第２の軌道を囲繞することと
    を含む、方法。
20. 撮像体積内に、前記患者の胸部と前記患者の腕および前記患者の腋窩の少なくとも一部との両方を挿入することを含む、請求項１９に記載の方法。