JP7451802B2 - 乳房マッピングおよび異常定位 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、ＰＣＴ国際特許出願として２０１９年９月２４日に出願されており、その開示が、本明細書に参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１８年９月２４日に出願された、米国仮特許出願第６２／７３５，５５６号の優先権を主張する。

（背景）
医療撮像は、患者の内部構造を可視化するために、撮像デバイスが非侵襲性方法を提供するために使用され得る。そのような非侵襲性可視化方法は、種々の病気に関して患者を治療する際に役立ち得る。例えば、可視化方法は、患者内の癌または腫瘍の早期検出を支援し、これは、患者の生存確率を高め得る。いくつかの事例では、患者内の構造の特定の場所を理解することはまた、治療計画における次のステップを決定する際に有用であり得る。

１つの医療撮像技法は、超音波撮像であり、これは、患者内の組織を撮像するために、典型的には、圧電トランスデューサによって生成される音波を使用する、非侵襲性医療撮像技法である。超音波プローブは、音波を集束させ、典型的には、身体の中に進行し、患者内の異なる組織の間の層から部分的に反射される、円弧状音波を生成する。反射された音波は、トランスデューサによって検出され、超音波走査装置によって処理され得る電気信号に変換され、組織の超音波画像を形成する。

マンモグラフィおよびトモグラフィ等の他の医療撮像プロセスは、主として、Ｘ線放射に依拠し、乳房に関する癌または他の病変をスクリーニングもしくは診断するために乳房を撮像するための特に有用なツールである。トモシンセシスは、概して、その厚さ全体を通して、それぞれ、乳房の離散的層またはスライスである、複数のＸ線画像を生成する。典型的な２次元（２Ｄ）マンモグラフィシステムとは対照的に、トモシンセシスシステムは、一連のＸ線投影画像を入手し、各投影画像は、Ｘ線源が、乳房にわたって円弧等の経路に沿って移動する際、異なる角変位において取得される。

本明細書に開示される側面は、これらおよび他の一般的考慮事項に関して行われた。また、比較的に具体的な問題が、議論され得るが、実施例は、背景技術または本開示の別の場所において識別される具体的問題を解決することに限定されるべきではないことを理解されたい。

本開示の実施例は、１つ以上の医療撮像技法を通した乳房の導管のマッピングおよび異常の定位のためのシステムならびに方法を説明する。

一側面では、本技術は、乳房内の異常を位置特定するための方法に関する。本方法は、第１の撮像モダリティから乳房に関する第１の撮像データを入手するステップであって、第１の撮像モダリティは、Ｘ線ベースの撮像モダリティまたは磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）モダリティのうちの少なくとも１つである、ステップと、第２の撮像モダリティから乳房に関する第２の撮像データを入手するステップであって、第２の撮像モダリティは、超音波撮像モダリティまたは熱撮像モダリティのうちの少なくとも１つである、ステップとを含む。本方法はさらに、第１の撮像モダリティからの第１の撮像データおよび第２の撮像モダリティからの第２の撮像データが、共通座標空間を共有するように、第１の撮像モダリティからの第１の撮像データを第２の撮像モダリティからの第２の撮像データと共位置合わせするステップと、第２の撮像モダリティからの第２の撮像データに基づいて、乳房内の複数の導管をマッピングし、複数の導管のマッピングを発生させるステップと、第１の撮像データまたは第２の撮像データのうちの少なくとも１つから、乳房内の異常を位置特定するステップと、複数の導管のマッピングおよび乳房内の位置特定された異常を並行して表示するステップとを含む。ある実施例では、本方法はさらに、複数の導管のマッピングに基づいて、位置特定された異常が、複数の導管のうちの１つの中にあると決定するステップを含む。別の実施例では、異常は、石灰化である。また別の実施例では、複数の導管のマッピングおよび乳房内の位置特定された異常を表示するステップは、複数の導管のマッピングの一部のオーバーレイとして異常を表示するステップを含む。なおも別の実施例では、マッピングは、３次元マッピングである。なおもまた別の実施例では、第１の撮像データは、トモシンセシス、コンピュータトモグラフィ、またはＭＲＩのうちの１つから入手される３次元撮像データである。別の実施例では、第１の撮像データは、マンモグラムデータであり、第２の撮像データは、超音波撮像データである。

別の側面では、本技術は、乳房を撮像するための方法に関する。本方法は、超音波プローブを用いて走査された乳房に関する超音波データを受信するステップと、画像分析技法を実行し、超音波データから非導管組織の少なくとも一部を除去し、導管画像データを発生させるステップと、導管画像データから、３次元ボリュームにおける乳房の導管のマッピングを発生させるステップと、導管のマッピングを分析し、導管のマッピングと、他の乳房に関する導管構造の集合体に関するデータとの間の統計的相関を決定するステップと、決定された統計的相関に基づいて、乳房に関するリスク査定を発生させるステップとを含む。ある実施例では、本方法はさらに、超音波プローブを用いて乳房を走査し、超音波データを発生させるステップと、乳房の走査の間、超音波プローブの場所を追跡するステップと、走査の進行に関する視覚的フィードバックを提供するステップとを含む。別の実施例では、リスク査定は、付加的診断手技が、乳房のために実施されるべきかどうかを示す。また別の実施例では、画像分析技法は、人工知能技法を含む。なおも別の実施例では、本方法はさらに、乳房に関するＸ線撮像データを受信するステップと、乳房に関するＸ線撮像データにおける異常を位置特定するステップと、導管のマッピングの少なくとも一部と並行して、Ｘ線撮像データにおける異常を表示するステップとを含む。なおもまた別の実施例では、本方法はさらに、Ｘ線撮像データを表示するステップと、Ｘ線撮像データにおける着目領域の選択を受信するステップと、着目領域の選択を受信するステップに基づいて、選択された着目領域に対応する導管のマッピングの一部を表示するステップとを含む。別の実施例では、本方法はさらに、導管のマッピングに基づいて、位置特定された異常が、複数の導管のうちの１つの中にあると決定するステップを含む。

別の側面では、本技術は、乳房の導管を撮像するためのシステムに関する。本システムは、ディスプレイと、ディスプレイに動作可能に接続される、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサに動作可能に接続され、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、本システムに、動作のセットを実施させる命令を記憶する、メモリとを含む。動作のセットは、超音波プローブを用いた乳房の走査の間に超音波データを受信するステップと、超音波データに基づいて、乳房の導管の３次元マッピングを発生させるステップと、乳房に関するＸ線撮像データを受信するステップと、乳房に関するＸ線撮像データにおける異常を位置特定するステップと、導管の３次元マッピングの少なくとも一部と並行して、Ｘ線撮像データにおける異常を表示するステップとを含む。ある実施例では、動作はさらに、導管の３次元マッピングに基づいて、位置特定された異常が、乳房の導管のうちの１つの中にあると決定するステップを含む。別の実施例では、動作はさらに、乳房の走査の間、超音波プローブの場所を追跡するステップと、乳房の走査の間、走査の進行に関する視覚的フィードバックを提供するステップとを含む。また別の実施例では、動作はさらに、Ｘ線撮像データを表示するステップと、Ｘ線撮像データにおける着目領域の選択を受信するステップと、着目領域の選択を受信するステップに基づいて、選択された着目領域に対応する導管の３次元マッピングの一部を表示するステップとを含む。なおも別の実施例では、動作はさらに、導管の３次元マッピングを分析し、導管のマッピングと、他の乳房に関する導管構造の集合体に関するデータとの間の統計的相関を決定するステップと、決定された統計的相関に基づいて、乳房に関するリスク査定を発生させるステップとを含む。なおもまた別の実施例では、リスク査定は、付加的診断試験が、乳房のために実施されるべきかどうかを示す。

別の側面では、本技術は、乳房内の異常を位置特定するための方法に関する。本方法は、第１の撮像モダリティから乳房に関する第１の撮像データを入手するステップであって、第１の撮像モダリティは、Ｘ線ベースの撮像モダリティまたは磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）モダリティのうちの少なくとも１つである、ステップと、第２の撮像モダリティから乳房に関する第２の撮像データを入手するステップであって、第２の撮像モダリティは、超音波撮像モダリティまたは熱撮像モダリティのうちの少なくとも１つである、ステップとを含む。本方法はまた、第２の撮像モダリティからの第２の撮像データに基づいて、乳房内の１つ以上の構造のモデルを発生させ、１つ以上の構造のマッピングを発生させるステップと、第１の撮像データまたは第２の撮像データのうちの少なくとも１つから、乳房内の異常を位置特定するステップと、少なくとも１つ以上の構造の発生されたモデルに基づいて、乳房内のモデル化された１つ以上の構造に対する異常の場所を決定するステップとを含む。

ある実施例では、本方法はさらに、異常と並行して、モデルの視覚的表現の少なくとも一部を表示するステップを含む。別の実施例では、１つ以上の構造は、乳管である。また別の実施例では、１つ以上の構造は、乳管、小葉、リンパ節、血管構造、またはクーパー靭帯のうちの少なくとも１つである。さらなる実施例では、乳房内のモデル化された１つ以上の構造に対する異常の場所を決定するステップは、異常が、１つ以上の構造のうちの１つの中にあるかどうかを決定するステップを含む。なおも別の実施例では、第１の撮像データは、トモシンセシス、コンピュータトモグラフィ、またはＭＲＩのうちの１つから入手される３次元撮像データである。なおもまた別の実施例では、第１の撮像データは、マンモグラムデータであり、第２の撮像データは、超音波撮像データである。別の実施例では、本方法はさらに、第１の撮像モダリティからの第１の撮像データおよび第２の撮像モダリティからの第２の撮像データが、共通座標空間を共有するように、第１の撮像モダリティからの第１の撮像データを第２の撮像モダリティからの第２の撮像データと共位置合わせするステップを含む。

別の側面では、本技術は、乳房を撮像するための方法に関する。本方法は、超音波プローブを用いて走査された乳房に関する超音波データを受信するステップと、画像分析技法を実行し、乳房の１つ以上の解剖学的構造を識別するステップと、識別された１つ以上の解剖学的構造から、乳房の１つ以上の構造のマッピングを発生させるステップと、１つ以上の解剖学的構造のマッピングを分析し、１つ以上の解剖学的構造のマッピングと、他の乳房に関する１つ以上の解剖学的構造のマッピングの集合体に関するデータとの間の統計的相関を決定するステップと、決定された統計的相関に基づいて、乳房に関するリスク査定を発生させるステップとを含む。

ある実施例では、本方法はさらに、超音波プローブを用いて乳房を走査し、超音波データを発生させるステップと、乳房の走査の間、超音波プローブの場所を追跡するステップと、走査の進行に関する視覚的フィードバックを提供するステップとを含む。別の実施例では、リスク査定は、付加的診断手技が、乳房のために実施されるべきかどうかを示す。また別の実施例では、画像分析技法は、人工知能技法を含む。なおも別の実施例では、１つ以上の解剖学的構造は、乳管である。なおもまた別の実施例では、本方法はさらに、発生されたマッピングから、導管の数、導管に関する規則性パターン、または導管に関する終端規則性のうちの少なくとも１つの定量値を抽出するステップを含み、統計的相関は、抽出された定量値に基づく。

別の実施例では、１つ以上の解剖学的構造は、乳管、小葉、リンパ節、血管構造、またはクーパー靭帯のうちの少なくとも１つである。さらなる実施例では、超音波データは、乳房全体に関する３Ｄ超音波データである。

別の側面では、本技術は、乳房の導管を撮像するためのシステムに関する。本システムは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサに動作可能に接続され、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、本システムに、動作のセットを実施させる命令を記憶する、メモリとを含む。動作のセットは、超音波プローブを用いて走査された乳房に関する超音波データを受信するステップと、画像分析技法を実行し、乳房の１つ以上の解剖学的構造を識別するステップと、識別された１つ以上の解剖学的構造から、乳房の１つ以上の解剖学的構造のマッピングを発生させるステップと、１つ以上の解剖学的構造のマッピングから少なくとも１つの特徴を抽出するステップと、抽出された少なくとも１つの特徴をある閾値と比較するステップと、抽出された少なくとも１つの特徴と閾値の比較に基づいて、乳房に関するリスク査定を発生させるステップとを含む。

ある実施例では、閾値は、１つ以上の解剖学的構造に関するマッピングの集合に基づく。別の実施例では、１つ以上の解剖学的構造は、乳管、小葉、リンパ節、血管構造、またはクーパー靭帯のうちの少なくとも１つである。また別の実施例では、抽出された少なくとも１つの特徴は、定量値によって表される。

本発明の概要は、発明を実施するための形態において下記にさらに説明される簡略化形態における一連の概念を導入するために提供される。本発明の概要は、請求される主題の重要な特徴または不可欠な特徴を識別することを意図していない、または請求される主題の範囲を限定するために使用されることを意図していない。実施例の付加的側面、特徴、および／または利点が、続く説明に部分的に記載され、部分的に、説明から明白となる、または本開示の実践によって学習され得る。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
乳房内の異常を位置特定するための方法であって、前記方法は、
第１の撮像モダリティから乳房に関する第１の撮像データを入手することであって、前記第１の撮像モダリティは、Ｘ線ベースの撮像モダリティまたは磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）モダリティのうちの少なくとも１つである、ことと、
第２の撮像モダリティから前記乳房に関する第２の撮像データを入手することであって、前記第２の撮像モダリティは、超音波撮像モダリティまたは熱撮像モダリティのうちの少なくとも１つである、ことと、
前記第２の撮像モダリティからの前記第２の撮像データに基づいて、前記乳房内の１つ以上の構造のモデルを発生させ、前記１つ以上の構造のマッピングを発生させることと、
前記第１の撮像データまたは前記第２の撮像データのうちの少なくとも１つから、前記乳房内の異常を位置特定することと、
少なくとも前記１つ以上の構造の発生されたモデルに基づいて、前記乳房内のモデル化された１つ以上の構造に対する前記異常の場所を決定することと
を含む、方法。
（項目２）
前記異常と並行して、前記モデルの視覚的表現の少なくとも一部を表示することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記１つ以上の構造は、乳管である、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記１つ以上の構造は、乳管、小葉、リンパ節、血管構造、またはクーパー靭帯のうちの少なくとも１つである、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記乳房内のモデル化された１つ以上の構造に対する前記異常の場所を決定することは、前記異常が、前記１つ以上の構造のうちの１つの中にあるかどうかを決定することを含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記第１の撮像データは、トモシンセシス、コンピュータトモグラフィ、またはＭＲＩのうちの１つから入手される３次元撮像データである、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記第１の撮像データは、マンモグラムデータであり、前記第２の撮像データは、超音波撮像データである、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記第１の撮像モダリティからの前記第１の撮像データおよび前記第２の撮像モダリティからの前記第２の撮像データが、共通座標空間を共有するように、前記第１の撮像モダリティからの前記第１の撮像データを前記第２の撮像モダリティからの前記第２の撮像データと共位置合わせすることをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目９）
乳房を撮像するための方法であって、前記方法は、
超音波プローブを用いて走査された乳房に関する超音波データを受信することと、
画像分析技法を実行し、前記乳房の１つ以上の解剖学的構造を識別することと、
前記識別された１つ以上の解剖学的構造から、前記乳房の１つ以上の構造のマッピングを発生させることと、
前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングを分析し、前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングと、他の乳房に関する前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングの集合体に関するデータとの間の統計的相関を決定することと、
前記決定された統計的相関に基づいて、前記乳房に関するリスク査定を発生させることと
を含む、方法。
（項目１０）
前記超音波プローブを用いて前記乳房を走査し、前記超音波データを発生させることと、
前記乳房の走査の間、前記超音波プローブの場所を追跡することと、
前記走査の進行に関する視覚的フィードバックを提供することと
をさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目１１）
前記リスク査定は、付加的診断手技が、前記乳房のために実施されるべきかどうかを示す、項目９に記載の方法。
（項目１２）
前記画像分析技法は、人工知能技法を含む、項目９に記載の方法。
（項目１３）
前記１つ以上の解剖学的構造は、乳管である、項目９に記載の方法。
（項目１４）
前記発生されたマッピングから、導管の数、前記導管に関する規則性パターン、または前記導管に関する終端規則性のうちの少なくとも１つの定量値を抽出することをさらに含み、前記統計的相関は、前記抽出された定量値に基づく、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記１つ以上の解剖学的構造は、乳管、小葉、リンパ節、血管構造、またはクーパー靭帯のうちの少なくとも１つである、項目９に記載の方法。
（項目１６）
前記超音波データは、乳房全体に関する３Ｄ超音波データである、項目９に記載の方法。
（項目１７）
乳房の導管を撮像するためのシステムであって、前記システムは、
少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に接続されたメモリであって、前記メモリは、命令を記憶しており、前記命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記システムに、
超音波プローブを用いて走査された乳房に関する超音波データを受信することと、
画像分析技法を実行し、前記乳房の１つ以上の解剖学的構造を識別することと、
前記識別された１つ以上の解剖学的構造から、前記乳房の１つ以上の解剖学的構造のマッピングを発生させることと、
前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングから少なくとも１つの特徴を抽出することと、
前記抽出された少なくとも１つの特徴を閾値と比較することと、
前記抽出された少なくとも１つの特徴と前記閾値の比較に基づいて、前記乳房に関するリスク査定を発生させることと
を含む動作のセットを実施させる、メモリと
を備える、システム。
（項目１８）
前記閾値は、前記１つ以上の解剖学的構造に関するマッピングの集合に基づく、項目１７に記載のシステム。
（項目１９）
前記１つ以上の解剖学的構造は、乳管、小葉、リンパ節、血管構造、またはクーパー靭帯のうちの少なくとも１つである、項目１７に記載のシステム。
（項目２０）
前記抽出された少なくとも１つの特徴は、定量値によって表される、項目１７に記載のシステム。

非限定的かつ非網羅的実施例が、以下の図を参照して説明される。

図１Ａは、乳房マッピングおよび異常定位のための例示的医療撮像システムを描写する。

図１Ｂは、直立乳房Ｘ線撮像システムの一部の斜視図を描写する。

図１Ｃは、図１Ｂのシステムの側面立面図である。

図１Ｄは、図１Ｂおよび１Ｃに見られるものに類似するシステムのための患者シールドを図示する、正面立面図である。

図１Ｅは、図１Ｃと同一であるが、患者シールドを図示する、側面立面図である。

図１Ｆおよび１Ｇは、それぞれ、図１Ｂおよび１Ｄ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モードにおいて使用されるようなシステムを図示し、図１Ｃおよび１Ｅにおけるものよりも支持支柱から遠くに離間されるガントリを示す。 図１Ｆおよび１Ｇは、それぞれ、図１Ｂおよび１Ｄ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モードにおいて使用されるようなシステムを図示し、図１Ｃおよび１Ｅにおけるものよりも支持支柱から遠くに離間されるガントリを示す。

図１Ｈは、超音波撮像システムの実施例を描写する。

図１Ｉは、患者の乳房との併用時の超音波撮像システムの実施例を描写する。

図２Ａは、乳房内の異常の定位のための方法を描写する。

図２Ｂは、乳房内の異常の定位のための方法を描写する。

図３Ａは、乳房を撮像し、リスク査定を発生させるための例示的方法を描写する。

図３Ｂは、乳房を撮像し、リスク査定を発生させるための別の例示的方法を描写する。

図４は、本実施例のうちの１つ以上のものが実装され得る、好適な動作環境の一実施例を図示する。

乳房内の異常の検出および定位は、異常のタイプ、またはいくつかの実施例では、癌のタイプを診断する際の重要な部分であり得る。例えば、乳房の他の構造に関連する病変または石灰化の場所は、診断のために有用であり得る付加的情報を提供し得る。乳管小葉、クーパー靭帯、高密度組織、脂肪、皮膚、血管構造、および／またはリンパ節等の構造に対する病変もしくは石灰化等の異常の相対的場所は全て、付加的診断情報を提供し得る。実施例として、異常が乳房の導管内に位置するかどうかは、異常が対応し得る癌のタイプに関して参考になり得る。特に、乳管に対する異常の場所は、非浸潤性乳管癌（ＤＣＩＳ）としての分類において有用である。ＤＣＩＳは、異常細胞が乳房の導管内に見出される非浸潤性癌である。異常細胞が、導管内に閉じ込められている場合、癌は、概して、種々の治療選択肢によって大いに治療可能である。対照的に、異常細胞が、乳管の外側に位置する場合、癌は、より浸潤性であり、より急速に転移する可能性が高い。現在、ＤＣＩＳは、多くの場合、マンモグラム内の明るいドットとして表示される異常のパターンに基づいて診断される。ドットの形状またはパターンに応じて、患者がＤＣＩＳを有するかどうかに関する予測が、行われる。しかしながら、異常が、実際に乳管に閉じ込められているかどうかに関する決定は、行われない。したがって、非侵襲性医療撮像を通して、異常が、乳管の内側または外側に位置するかどうかを識別することが可能であることが、有益であろう。

現在の医療撮像システムは、異常と他の乳房構造との間のそのようなインジケーションまたは関係を提供するその能力において限定される。例えば、Ｘ線撮像システムは、概して、いくつかの異常（石灰化等）を識別するために効果的であるが、Ｘ線撮像を通した他の構造（乳管等）の識別は、困難である。対照的に、超音波撮像システムは、概して、導管等の組織を識別することにおいて効果的であるが、異常を識別することにおいて同程度に効果的ではない場合がある。Ｘ線ベースの撮像はまた、高密度組織において若干限定され得る一方、超音波撮像は、多くの場合、高密度組織において良好に機能する。両方の撮像モダリティの利益を活用するために、本技術は、乳房の他の構造または特徴に関連する異常の場所に関するインジケーションもしくは決定を提供するために、Ｘ線撮像データを超音波撮像データと組み合わせることを提供する。例えば、本技術は、異常が、乳房の導管の内側または外側に位置するかどうかに関するインジケーションもしくは決定を提供するために使用されてもよい。例えば、トモシンセシスシステムが、患者の乳房を撮像するために使用されてもよく、超音波システムもまた、乳房を撮像するために使用されてもよい。トモシンセシスシステムからの撮像データは、トモシンセシス撮像データにおけるある場所が、超音波撮像システムからの撮像データと相関され得るように、超音波撮像システムからの撮像データと共位置合わせされてもよい。乳房の構造はまた、乳房の構造の３Ｄマッピングを形成するためにマッピングされてもよい。例えば、乳房の導管が、乳房内の導管の３Ｄマッピングを形成するようにマッピングされてもよい。異常が、Ｘ線撮像データにおいて位置特定または識別されてもよい。異常は、次いで、異常が、導管等の構造のうちの１つの内側または外側に位置するかどうかを決定するために、導管のマッピング上に視覚的または数学的にオーバーレイされてもよい。

加えて、導管等の乳房構造のマッピングはまた、異なるタイプの癌または他の疾患に関するリスク因子を決定するために使用されてもよい。乳房内の構造の特定のパターンおよび構成は、浸潤性癌に関するより高いリスクを示し得る一方、構造の他のパターンおよび構成は、そのような浸潤性癌に関するより低いリスクを示し得る。故に、本技術は、導管の３Ｄマッピングを分析し、構造のマッピングと、他の乳房からの同一のタイプの構造の集合体に関するデータとの間の統計的相関を決定してもよい。決定された統計的相関に基づいて、分析された乳房に関するリスク査定が、決定されてもよい。リスクが、高いと見なされる場合、付加的手技が、いずれかの癌細胞が、乳房内に存在するかどうかを決定するために、患者のために推奨されてもよい。

図面に図示される実施例および実施形態を説明する際、具体的専門用語が、明確化のために採用される。しかしながら、本特許明細書の開示は、そのように選択される具体的専門用語に限定されることを意図しておらず、各具体的要素は、類似する様式で動作する全ての技術的均等物を含むことを理解されたい。

図１Ａは、乳房マッピングおよび異常定位のための例示的医療撮像システム１００を描写する。システム１００は、全てが通信ネットワーク１０３を介して代表的に接続される、Ｘ線画像入手システム１０１と、追跡システム１０７と、超音波撮像システム１５０と、ナビゲーションシステム１０５と、ディスプレイシステム１６０とを含む。「システム」は、機能的ブロックとして図１に示されるが、異なるシステムが、共通デバイスに統合され得、通信リンクが、本システムの全てよりも少ないものの間で結合され得、例えば、追跡システム１０７、ナビゲーションシステム１０５、およびディスプレイシステム１６０が、放射線科スイートにおけるＸ線画像の入手を制御し得る入手ワークステーションまたは技師ワークステーション内に含まれ得ることに留意されたい。代替として、ナビゲーションシステム１０７および追跡システム１０５は、超音波システム１５０に統合される、またはディスプレイ１６０、Ｘ線入手システム１０１、および超音波システム１５０への別個の通信リンクを伴うスタンドアロンモジュールとして提供されてもよい。同様に、当業者は、加えて、通信ネットワーク１０３が、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、無線ネットワーク、インターネット、イントラネット、または他の類似する通信ネットワークであり得ることを理解するであろう。

一実施形態では、Ｘ線画像入手システム１０１は、Ｘ線管が、乳房にわたる経路を横断して走査する際、患者の乳房の投影画像のセットを捕捉する、トモシンセシス入手システムである。投影画像のセットは、続けて、任意の平面に沿ったスライスまたはスラブとして視認され得る、３次元ボリュームに再構成される。３次元ボリュームは、Ｘ線撮像システム１０１上にローカルで、またはいくつかの実施形態では、データベースもしくは他の記憶手段内に記憶されてもよい。例示的Ｘ線画像入手システムに関する付加的詳細が、図１Ｂ－１Ｇに描写される。

Ｘ線撮像システム１０１は、３次元Ｘ線画像ボリュームを通信ネットワーク１０３を介してナビゲーションシステム１０５に伝送してもよく、その場所で、そのようなＸ線画像は、記憶および視認されることができる。当業者は、患者のＸ線画像が、代替実施形態では、Ｘ線撮像システム１０１上にローカルで記憶され、通信ネットワーク１３０を介してナビゲーションシステム１０５によって遠隔でアクセスされ得、他の実施形態では、通信ネットワーク１０３を介してナビゲーションシステム１０５と通信するサーバ上に記憶され得ることを理解するであろう。ナビゲーションシステム１０５は、Ｘ線撮像システムによって取得されたＸ線画像を表示し、いったんナビゲーションシステム１０５上での表示のために再構成されると、Ｘ線画像は、任意の平面および任意のスライス位置または配向において画像を視認するために、再フォーマットおよび再位置付けされることができる。いくつかの実施形態では、ナビゲーションシステム１０５は、Ｘ線画像スライスの代替位置または配向を示す、複数のフレームまたはウィンドウを同一の画面上に表示する。

当業者は、Ｘ線撮像システム１０１によって取得されたＸ線画像ボリュームが、任意の時点でナビゲーションシステム１０５に伝送され得、必ずしも、Ｘ線画像ボリュームを取得した直後に伝送されず、代わりに、ナビゲーションシステム１０５の要求に応じて伝送され得ることを理解するであろう。代替実施形態では、Ｘ線画像ボリュームは、フラッシュドライブ、ＣＤ－ＲＯＭ、ディスケット、または他のそのようなトランスポート可能媒体デバイス等のトランスポート可能媒体デバイスによってナビゲーションシステム１０５に伝送される。

超音波撮像システム１５０は、典型的には、超音波プローブの視野内の患者の組織の一部を撮像するために使用される、超音波プローブを使用して、患者の組織の超音波画像を取得する。例えば、超音波撮像システム１５０は、乳房、より具体的には、乳房の導管等の構造を撮像するために使用されてもよい。超音波撮像システム１５０は、超音波プローブの視野内の患者の解剖学的構造の超音波画像を取得および表示し、典型的には、患者が、撮像されている際、リアルタイムで画像を表示する。いくつかの実施形態では、超音波画像は、加えて、後の時点での再構成または再生のために、ハードドライブ、ＣＤ－ＲＯＭ、フラッシュドライブ、またはディスケット等の記憶媒体上に記憶されることができる。超音波撮像システムに関する付加的詳細が、図１Ｇ－１Ｉに描写される。

いくつかの実施形態では、ナビゲーションシステム１５０は、超音波画像にアクセスすることができ、そのような実施形態では、超音波撮像システム１５０はさらに、通信ネットワーク１０３に接続され、超音波撮像システム１５０によって取得された超音波画像のコピーが、通信ネットワーク１０３を介してナビゲーションシステム１０５に伝送されることができる。他の実施形態では、ナビゲーションシステム１０５は、通信ネットワーク１０３を介して遠隔で超音波画像にアクセスし、それをコピーすることができ、代替実施形態では、超音波画像のコピーは、通信ネットワーク１０３を介してナビゲーションシステム１０５と通信するサーバ上に記憶され、ナビゲーションシステム１０５によって遠隔でアクセスされることができる。

追跡システム１０７は、通信ネットワーク１３０を介してナビゲーションシステム１０５と通信し、超音波撮像システム１５０が患者の組織を撮像している物理的位置を追跡してもよい。いくつかの実施形態では、追跡システム１０７は、直接通信リンクまたは無線通信リンクを介してナビゲーションシステム１０５に直接接続されることができる。追跡システム１０７は、超音波撮像システム１５０に接続される送信機の位置を追跡し、ナビゲーションシステム１０５にトラッカ座標空間内でそれらの座標を表すデータを提供する。いくつかの実施形態では、追跡システムは、光学カメラと、光学送信機とを備える、光学追跡システムであってもよいが、しかしながら、当業者は、空間内の物体の位置を追跡することが可能な任意のデバイスまたはシステムが、使用され得ることを理解するであろう。例えば、当業者は、いくつかの実施形態では、ＲＦ受信機と、ＲＦ送信機とを備える、ＲＦ追跡システムが、使用され得ることを理解するであろう。

超音波撮像システム１５０は、追跡システム１０７を使用する較正プロセスによってナビゲーションシステム１０５との併用のために構成されてもよい。超音波撮像システム１０５の超音波プローブに接続される送信機は、トラッカ座標空間内のそれらの位置を追跡システム１０７に伝送してもよく、これは、順に、本情報をナビゲーションシステム１０５に提供する。例えば、送信機は、追跡システム１０７が、超音波プローブの位置および配向を監視し、トラッカ座標空間内の本情報をナビゲーションシステム１０５に提供し得るように、超音波撮像システム１５０のプローブ上に位置付けられてもよい。ナビゲーションシステム１０５は、送信機の追跡される位置に対する超音波プローブの位置および配向を決定するために、本追跡される位置を使用してもよい。

いくつかの実施例では、構成は、構成ツールを使用して行われる。そのような実施例では、構成ツールの位置および配向は、加えて、追跡システム１０７によって追跡されてもよい。構成の間、構成ツールは、超音波撮像システム１５０の超音波プローブのトランスデューサ面に接触し、追跡システム１０７は、トラッカ座標空間内の構成ツールの位置および配向を表す情報をナビゲーションシステム１０５に伝送する。ナビゲーションシステム１０５は、超音波プローブに接続される送信機の追跡される位置に基づいて、トラッカ座標空間内の超音波プローブの視野の位置および配向を決定するために使用され得る、構成行列を決定してもよい。代替実施形態では、種々の超音波プローブの複数のブランドまたはモデルの構成データを有するデータベースが、構成の間に視野構成をナビゲーションシステム１０５に事前ロードするために使用されることができる。

いったん超音波撮像システム１５０が、ナビゲーションシステム１０５とともに構成されると、患者の組織は、超音波撮像システム１５０を用いて撮像されることができる。超音波撮像の間、追跡システム１０７は、超音波撮像システム１５０の超音波プローブの位置および配向を監視し、トラッカ座標空間内の本情報をナビゲーションシステム１０５に提供する。超音波撮像システム１５０は、ナビゲーションシステム１０５との併用のために構成されているため、ナビゲーションシステム１０５は、超音波撮像システム１５０の超音波プローブの視野の位置および配向を決定することが可能である。

ナビゲーションシステム１０５は、超音波画像をＸ線画像と共位置合わせするように構成されることができる。いくつかの実施形態では、ナビゲーションシステム１３０は、トラッカ座標空間からの超音波プローブの視野の位置および配向をＸ線画像内のある位置および配向に、例えば、Ｘ線システム座標に変換するように構成されることができる。これは、超音波プローブの位置および配向を追跡し、トラッカ座標空間内の本位置情報をナビゲーションシステム１０５に伝送し、本位置情報をＸ線座標系に関連させることによって遂行されることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ユーザは、Ｘ線画像内の解剖学的平面を選択することができ、ユーザは、次いで、追跡される超音波プローブの位置および配向を操作し、超音波プローブの視野を選択された解剖学的平面と整合させることができる。いったん整合が、達成されると、超音波画像の関連付けられるトラッカ空間座標が、捕捉されることができる。Ｘ線画像とトラッカ座標空間との間の解剖学的軸（上下（ＳＩ）、左右（ＬＲ）、および前後（ＡＰ））の位置合わせが、当業者に公知の技法を使用して、追跡される超音波視野配向と選択された解剖学的平面との間の相対的回転差から決定されることができる。

本構成はさらに、例えば、ユーザが解剖学的標的を選択することを可能にするインターフェースを使用する、Ｘ線画像内の目印の選択を含んでもよい。いくつかの実施形態では、目印は、静脈または動脈等の内部組織目印であり得、他の実施形態では、目印は、基準皮膚マーカ等の外部目印または乳頭等の外部目印であり得る。Ｘ線画像内の選択された同一の目印は、超音波プローブを用いて位置特定されることができ、位置特定に応じて、トラッカ座標空間内の標的の表現の座標を捕捉するための機構が、提供されることができる。Ｘ線画像内の標的の座標とトラッカ座標空間内の標的の座標との間の相対的差異は、２つの座標空間を整合させるために要求される平行移動パラメータを決定するために使用される。以前に入手された平面配向情報は、２つの座標空間を共位置合わせすることが可能な完全な４×４変換行列を提供するために、平行移動パラメータと組み合わせられることができる。

ナビゲーションシステム１０５は、次いで、表示されている組織のスライスが、超音波撮像システム１５０の超音波プローブの視野と同一の平面に、かつ同一の配向にあるように、表示されているＸ線画像を再フォーマットするために、変換行列を使用することができる。合致された超音波およびＸ線画像は、次いで、横並びに表示される、または単一の画像視認フレーム内に直接オーバーレイされてもよい。いくつかの実施形態では、ナビゲーションシステム１０５は、ディスプレイ画面上の別個のフレームまたは位置において付加的Ｘ線画像を表示することができる。例えば、Ｘ線画像は、超音波撮像システム１５０の視野のグラフィカル表現とともに表示されることができ、視野のグラフィカル表現は、Ｘ線画像の３Ｄ表現を通してスライスして示される。他の実施形態では、注釈が、加えて、表示されることができ、これらの注釈は、例えば、生検針、誘導ワイヤ、撮像プローブ、または他の類似するデバイス等の超音波撮像システム１５０によって撮像される器具の位置を表す。

他の実施形態では、超音波撮像システム１５０によって表示されている超音波画像は、ユーザが、同一のディスプレイ上にオーバーレイされる、Ｘ線および超音波画像の両方を同時に視認し得るように、ナビゲーションシステム１５０によって表示されているＸ線画像のスライス上に重畳されることができる。いくつかの実施形態では、ナビゲーションシステム１０５は、結果として生じる組み合わせられた画像の品質を向上させるために、重畳された超音波またはＸ線画像のある側面を強化することができる。

３次元画像データセットと超音波フィードとの間をナビゲートし、座標系を整合させ、共通基準点の表示を可能にするために使用され得る例示的方法およびシステムが、「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｕｓｉｎｇ Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｉｍａｇｅ Ｄａｔａ ｆｒｏｍ ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｕｓｅ ｉｎ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ」と題された、米国特許公開第２０１２／０１５００３４号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）にさらに詳細に説明されている。付加的詳細もまた、「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｍａｇｉｎｇ ｍｏｄａｌｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ ａ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｍａｇｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ａ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｐｒｏｂｅ」と題された、米国特許公開第２０１１／０１３４１１３号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に見出され得る。加えて、システム１００は、概して、Ｘ線画像入手システム１０１を有するものとして説明されるが、いくつかの実施例では、システム１００は、Ｘ線画像入手システム１０１の代わりに、またはそれに加えて、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを有してもよい。さらに、システム１００は、概して、超音波撮像システム１５０を有するものとして説明されるが、いくつかの実施例では、システム１００は、超音波撮像システム１５０の代わりに、またはそれに加えて、光学および／または熱撮像システムを有してもよい。いくつかの実施例では、光学および／または熱撮像システムは、Ｘ線画像入手システム１０１の中に組み込まれる。

図１Ｂおよび１Ｃは、ＣＴモードにおいて動作可能であるが、また、広角トモシンセシスモードおよび狭角トモシンセシスモードを含むトモシンセシスモードにおいて、およびマンモグラフィモードにおいて選択的に動作するように構成される、マルチモード乳房Ｘ線撮像システムの非限定的実施例の一部を図示する。図示の明確化のために、ＣＴモードにおける使用のための患者シールドは、図１Ｂおよび１Ｃから省略されるが、実施例は、図１ＤおよびＥに図示される。支持支柱１００が、床に固着され、支柱１００内の開口部１００ａを通して突出する、水平に延在する車軸１０２を上昇および降下させ、その中心軸を中心として車軸１０２を回転させるための電動機構を格納する。車軸１０２は、順に、車軸１０２とともに、またはそれから独立して回転し得る、同軸車軸１０２ａを支持する。車軸１０２は、各板が、車軸１０２および１０２ａとともに、支持体１００の長い寸法に沿って上下に移動し得、板のうちの少なくとも一方が、他方に向かって移動し得、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し得るように、上側板１０４ａと、下側板１０４ｂとを備える、乳房不動化ユニットを支持する。加えて、車軸１０２は、２つのタイプの電動移動、すなわち、車軸１０２の中心軸を中心とする回転およびガントリ１０６の長さに沿った車軸１０２に対する運動のためのガントリ１０６を支持する。ガントリ１０６は、一方の端部において、概して、１０８において示される、シュラウド付きＸ線管等のＸ線源を担持し、他方の端部において、撮像Ｘ線検出器または受容体１１２を封入する受容体筐体１１０を担持する。

ＣＴモードにおいて動作するとき、図１Ｂおよび１Ｃのシステムは、板１０４ａと１０４ｂとの間に患者の乳房を不動化する。このために、ユニット１０４は、患者が、直立する、例えば、立っている、または座っている間、乳房の高さまで車軸１０２とともに上昇または降下される。患者は、図１Ｃに見られるような本システムの左側からユニット１０４に向かって寄りかかり、医療専門家、典型的には、Ｘ線技師は、乳房を不動化し、これを定位置に保ち、好ましくは、乳房組織の実用可能な限り多くの部分がユニット１０４の内側にあるように、組織を図１Ｃの右側に引動し、板１０４ａおよび１０４ｂのうちの少なくとも一方を他方に向かって移動させながら、板１０４ａと１０４ｂとの間で乳房を調節する。それから個別の乳房スライスの画像を再構成するための実投影Ｘ線画像を表すＸ線測定を行う過程では、ガントリ１０６は、乳房が、ユニット１０４において不動化されたままである間、車軸１０２の中心軸を中心として回転する。筐体１１０の内側の撮像受容体１１２は、ガントリ１０６の回転の間、Ｘ線管１０８に対して固定されたままである。管１０８からのＸ線のピラミッド形ビームが、ユニット１０４において不動化された乳房を横断し、撮像受容体１１２に衝突し、これは、応答して、受容体の撮像平面内の個別のピクセル位置における回転の増分毎に受信されるＸ線エネルギーの量に関連するピクセル値の個別の２次元アレイを発生させる。実投影画像に関するピクセル値のこれらのアレイは、乳房のスライス画像を再構成するために、コンピュータシステムに配信され、それによって処理される。ガントリ１０６は、ユニット１０４において乳房を位置付けるための患者の乳房へのＸ線技師のアクセスを促進するために支柱１００に向かう、かつＸ線管１０８および筐体１１０の内側の撮像受容体１１２が、適切な乳房組織を撮像し得ることを確実にするために支柱１００から離れるような電動移動のために構成されてもよい。代替として、ガントリ１０６は、撮像Ｘ線ビームが、ユニット１０４において不動化される乳房の実用可能な限り多くの部分を通過し得るように、支柱１００から図１Ｃに見られる位置の左側まで一定の距離を維持することができ、その場合、その距離を変動させるためのいかなる機構の必要性も、存在しないであろう。

一意の課題が、患者の直立位置およびＣＴ動作モードにおける大きい角度を通したＸ線管１０８ならびに受容体筐体１１０の回転のために生じる。公知であるように、ＣＴ走査は、典型的には、１８０°の角度に加えて、撮像Ｘ線ビームに対する角度を通した源および受容体の回転、好ましくは、より大きい角度、例えば、３６０°を通した回転を伴う。しかしながら、回転が、図１Ｂおよび１Ｃに見られるようなＸ線源１０８の０°位置を含む場合、患者の頭部は、Ｘ線源１０８に近接しすぎる場合がある。回転アセンブリの患者との衝突およびそのような衝突の懸念は、本特許明細書において下記に議論されるように、完全に３６０°も回転するアセンブリから患者を分離するシールドの使用によって回避されることができるが、特定の実施形態におけるシールドおよび回転アセンブリの設計に応じて、これは、自身の頭部および脚の両方が、本システムから図１Ｃに見られるような左側に離れるように、患者が自身の身体を弓なりにすることを要求してもよい。下記にまた議論される代替は、図１Ｂおよび１Ｃに見られるＸ線源１０８の位置の周囲のセクタまたはセグメントを回転から除外することである。非限定的実施例として、図１Ｂおよび１Ｃに見られるＸ線管１０８の位置が、０°位置に指定される場合、ＣＴ撮像のための回転は、４５°と３１５°との間の９０°セクタまたはセグメントにおいて、もしくは６０°と３００°との間の１２０°セクタまたはセグメントにおいて、もしくは高品質スライス画像の再構成のための十分な回転角度にわたってＸ線ＣＴデータを撮影しながら、患者の頭部位置を取り除くために十分である、ある他のセクタまたはセグメントにおいて、Ｘ線源１０８の位置を除外する。Ｘ線管１０８および受容体筐体１１０の回転は、依然として、患者の身体の下側部分を取り除く必要性があるが、概して、自身の頭部および肩を後ろに弓なりにすることよりも、回転構成要素から図２に見られるような左側に（好ましくは、シールドの後方に）離れるように自身の身体の下側部分を保つことが、患者にとってより容易である。

そのようなシールドの実施例が、図１Ｄおよび１Ｅに図示される。図４は、加えて、中心開口部１１４ｃを有する患者シールド１１４を図示するが、それ以外は図１Ｃと同一である側面立面図である。シールド１１４は、正面立面図における図１Ｄの破線における円弧を含む円によって図示されるように、正面立面図において完全に円形であってもよい。その場合では、ガントリ１０６は、ＣＴモードにおいて完全円を通して回転することができる。代替として、シールド１１４は、破線円弧の下方かつシールド１１４の実線の間の面積として図１Ｄに図示されるセクタまたはセグメント１１４ａを開放したままにすることができる。その場合では、ガントリ１０６は、３６０°未満である角度を通してのみＣＴモードにおいて回転することができるが、患者は、より快適な身体姿勢のために、シールド１１４のＶ形切り欠き１１４ｂにおいて、自身の頭部と、おそらく、肩および腕とのための空間を有することができる。具体的には、図１Ｄに図示されるように、ガントリ１０６は、Ｖ形切り欠き１１４ｂの外側にあるシールド１１４の部分内でのみ回転することができる。ガントリ１０６および管１０８ならびに受容体筐体１１０の可能性として考えられる位置のうちの１つが、実線において示される。別の可能性として考えられる位置が、破線において示され、Ｘ線源１０８’および受容体筐体１１０’を担持する、ガントリ１０６’として指定される。図１Ｅは、側面図においてシールド１１４の可能性として考えられる形状を図示する。

トモシンセシスモードにおける本システムの使用は、ガントリ１０６が、乳房不動化ユニット１０４および車軸１０２ならびに支柱１００に対して異なる位置にあり、いかなるシールド１１４も、示されないことを除いて、それぞれ、それ以外は図１ＡおよびＢと同一である、図１Ｆおよび１Ｇに図示される。特に、Ｘ線源１０８は、ユニット１０４および支柱１００からより遠く、受容体筐体１１０は、ユニット１０４により近接する。トモシンセシスモードでは、患者の乳房はまた、板１０４ａと１０４ｂとの間に不動化され、これは、撮像の間に定位置に留まる。一実施例では、Ｘ線管１０８および受容体筐体１１０は、より小さい角度を通してであるが、ＣＴモード動作におけるものに類似する不動化された乳房を中心とする回転を受けてもよい。個別の２次元投影画像Ｔｐが、ＣＴモードにおけるように、または共同譲渡された米国特許第７，１２３，６８４号（その開示は、本明細書に参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に原則として例証されるように、Ｘ線管１０８および筐体１１０の内側の撮像受容体１１２が、相互に対して固定されたユニットとして回転する間、回転の増分毎に撮影される。代替として、不動化された乳房に対するＸ線管１０８および受容体１１２の運動は、共同譲受人の商標名Ｓｅｌｅｎｉａ（登録商標） Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ（登録商標）として提供される該システムにおけるようなものであり得、そのある側面が、共同所有される米国特許第７，６１６，８０１号（その開示は、本明細書に参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されている。本代替事例では、Ｘ線管は、車軸１０２の中心軸を中心として回転するが、受容体筐体１１０は、撮像受容体１１２が、典型的には、受容体の像面を通過し、車軸１０２の中心軸に平行であり、撮像受容体１１２を二分する軸を中心として筐体１１０の内側で回転または枢動する間、定位置に留まる。受容体１１２の回転または枢動は、典型的には、Ｘ線管１０８の回転角度よりも小さい角度を通したものであり、受容体１１２の撮像平面に対する法線が、それから撮像Ｘ線ビームが放出されるＸ線管１０８内の焦点またはその近傍を向き続け得、したがって、ビームが、受容体１１２の撮像面の全てまたは大部分を照明し続けるように計算される。

トモシンセシスモード動作の一実施例では、Ｘ線管１０８は、撮像受容体が、その撮像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±１５°の円弧を通して回転する。本運動の間、２０または２１枚の画像等の複数の投影画像ＲＰが、回転角度の規則的増分において撮影される。Ｘ線源１０８の回転の±１５°の円弧の中心角度は、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におけるＭＬＯ撮像のために典型的なＸ線源位置のための角度であり得る。トモシンセシスモードでは、乳房は、ユニット１０４において不動化されてもよいが、代替として、下側板１０４ｂは、商標名Ｓｅｌｅｎｉａ（登録商標）として提供される該システムにおいて乳房が不動化される方法に類似する様式で、乳房が、受容体筐体１１０の上面と上側板１０４ａとの間に支持されるように、除去されてもよい。トモシンセシスモードでは、ＣＴモードにおけるものよりも、さらなる程度の乳房圧縮が、オペレータ制御下で使用されることができる。同一の凹状板１０４ａおよび１０４ｂが、使用されることができる、または略平坦な板が、代用されることができる、もしくは単一の圧縮パドルが、商標名Ｓｅｌｅｎｉａ（登録商標）として提供される該システムにおいて使用されるように、乳房が、受容体筐体１１０の上面によって支持される間に使用されることができる。

トモシンセシスモードにおいて動作するとき、図１Ｆおよび１Ｇのシステムは、オペレータによって選択可能なそのモードの複数の選択肢、例えば、狭角モードおよび広角モードを提供する。狭角トモシンセシスモードでは、Ｘ線源１０８は、±１５°等の角度を通してユニット１０４およびそれにおいて不動化された患者の乳房の周囲で回転する一方、広角トモシンセシスモードでは、Ｘ線管１０８は、約±１５°～±６０°の範囲内等の角度を通して回転する。広角モードは、狭角モードと同数またはより多い数の投影画像ＲＰを撮影するステップを伴ってもよい。非限定的実施例として、狭角モードが、Ｘ線源１０８が、乳房の周囲のその円弧を通して移動する際、合計２０または２１枚のトモシンセシス投影画像ＲＰを撮影するステップを伴う場合、広角モードは、典型的には、規則的な角度増分において、同数、または４０枚もしくは６０枚またはある他の数等のより多い数の画像ＲＰを撮影するステップを伴ってもよい。Ｘ線源１０８の回転角度の実施例は、限定的ではない。重要な点は、トモシンセシス動作の複数のモードを提供することであり、１つのモードは、別のトモシンセシスモードよりも乳房の周囲でより大きい角度を通したＸ線源回転を伴う。図１Ｂ－１Ｇの画像システムの構造および動作に関する付加的詳細が、米国特許第８，７８７，５２２号（その開示は、本明細書に参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に提供されている。本明細書に説明される方法およびシステムは、デジタル乳房トモシンセシス（ＤＢＴ）手技ならびにマルチモダリティ撮像（ＭＭＩ）手技において実装されてもよい。ＭＭＩ手技は、概して、様々な線量レベルおよび／または角度被覆率を伴うＤＢＴ取得、圧縮された乳房のコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）、ならびに／もしくは２つの組み合わせ等の異なる撮像モードまたは技法の組み合わせの使用を指す。

いくつかの実施例では、システム１０１はまた、デジタルカメラ等の１つ以上の光学および／または熱撮像デバイスを含んでもよい。光学および／または熱撮像デバイスは、ガントリ１０６内に搭載される、または組み込まれてもよい。そのような実施例では、光学および／または熱撮像デバイスは、Ｘ線管１０８の近傍に、またはその近位に搭載される、もしくは組み込まれてもよい。光学および／または熱撮像デバイスをガントリ１０６の中に組み込むことによって、乳房の光学および熱撮像データが、捕捉されてもよい。乳房の光学および熱撮像データは、トモシンセシスおよび／またはマンモグラム画像の捕捉と並行して捕捉されてもよい。乳房の導管等の構造のマップ、およびいくつかの実施例では、乳房の血管マップが、光学および／または熱撮像データから発生されてもよい。光学および／または熱撮像データはまた、超音波撮像データと組み合わせて、またはその代用として、乳房の構造をマッピングするために使用されてもよい。光学および／または熱撮像データはまた、システム１０１によって捕捉されたＸ線データと共位置合わせされてもよい。いくつかの実施例では、光学および／または熱撮像データとＸ線データの共位置合わせは、光学および／または熱撮像デバイスがＸ線管１０８の近傍のガントリ１０６に取り付けられていることに起因して、簡略化される。そのような実施例では、光学および／または熱撮像デバイスは、Ｘ線管１０８とともに移動する。

図１Ｈは、超音波撮像システム１５０の実施例を描写する。超音波定位システム１５０は、超音波トランスデューサ１５４を含む、超音波プローブ１５２を含む。超音波トランスデューサ１５４は、超音波１５６のアレイを放出するように構成される。超音波トランスデューサ１５４は、電気信号を超音波１５６に変換する。超音波トランスデューサ１５４はまた、乳房内の導管等の患者の内部部分から反射された超音波等の超音波を検出するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、超音波トランスデューサ１５４は、容量性トランスデューサおよび／または圧電トランスデューサ、ならびに他の好適な変換技術を組み込んでもよい。

超音波トランスデューサ１５４はまた、ディスプレイ１６０に動作可能に（例えば、有線または無線で）接続される。ディスプレイ１６０は、超音波画像を生成および分析するように構成されるプロセッサならびにメモリを含む、コンピューティングシステムの一部であってもよい。好適なコンピューティングシステムのさらなる議論が、図５を参照して下記に提供される。ディスプレイ１６０は、患者の超音波撮像に基づく超音波画像を表示するように構成される。超音波定位システム１５０において実施される超音波撮像は、主として、Ｂモード撮像であり、これは、患者の内部の一部の断面の２次元超音波画像をもたらす。結果として生じる画像におけるピクセルの輝度は、概して、反射超音波の振幅または強度に対応する。他の超音波撮像モードもまた、利用されてもよい。例えば、超音波プローブは、乳房の３Ｄモデルを構築するために、乳房に対する複数の角度から超音波画像データを入手する、３Ｄ超音波モードにおいて動作してもよい。いくつかの実施例では、超音波画像は、入手プロセスの間に表示されなくてもよい。むしろ、超音波データが、入手され、乳房の３Ｄモデルが、Ｂモード画像が表示されることなく発生される。

超音波プローブ１５２はまた、プローブ定位送受信機１５８を含んでもよい。プローブ定位送受信機１５８は、超音波プローブ１５２に関する定位情報を提供する信号を放出する送受信機である。プローブ定位送受信機１５８は、情報を送信および受信するための無線周波数識別（ＲＦＩＤ）チップまたはデバイス、ならびに加速度計、ジャイロスコープデバイス、もしくは配向情報を提供することが可能である他のセンサを含んでもよい。例えば、プローブ定位送受信機１５８によって放出された信号は、超音波プローブ１５２の配向または場所を決定するために処理されてもよい。超音波プローブ１５２の配向および場所は、デカルト座標または球座標等の３次元成分において決定もしくは提供されてもよい。超音波プローブ１５２の配向および場所はまた、切開器具、マーカ、磁気方位、重力に対する法線等の他のアイテムに対して決定または提供されてもよい。超音波プローブ１５２の配向および場所を用いて、付加的情報が、下記にさらに説明されるように、発生され、患者内の病変に外科医を誘導することを補助するために外科医に提供されることができる。用語「送受信機」が、本明細書に使用されるが、その用語は、その任意の組み合わせとともに、送信機、受信機、および送受信機の両方を網羅することを意図している。超音波プローブの定位および共位置合わせのためのシステムおよび構成要素の実施例の付加的詳細が、「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｕｓｉｎｇ Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｉｍａｇｅ Ｄａｔａ ｆｒｏｍ ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｕｓｅ ｉｎ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ」と題された、米国特許公開第２０１２／０１５００３４号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に提供されている。

図１Ｉは、患者の乳房１６２との併用時の超音波撮像システム１００の実施例を描写する。超音波プローブ１５２は、乳房１６２の一部と接触する。図１Ｂに描写される位置では、超音波プローブ１５２は、乳房のある構造を撮像するために使用されている。描写される実施例では、超音波プローブ１５２は、乳房１６２の導管１６４を撮像するために使用されている。導管１６４を撮像するために、超音波トランスデューサ１５４は、超音波１５６のアレイを乳房１６２の内部に放出する。超音波１５６の一部が、導管が、視野内にあるとき、導管１６４等の乳房の内部構成要素から反射され、反射超音波１６６として超音波プローブ１５２に戻る。反射超音波１６６は、超音波トランスデューサ１５４によって検出されてもよい。例えば、超音波トランスデューサ１５４は、反射超音波１６６を受信し、反射超音波１６６を、ディスプレイ１６０上に超音波画像データを発生させるように処理および分析され得る電気信号に変換する。撮像平面における導管１６４または他の物体の深度が、超音波１５６のパルスが超音波プローブ１５２から放出されることと、反射超音波１６６が超音波プローブ１５２によって検出されることとの間の時間から決定されてもよい。例えば、音速は、周知であり、軟組織に基づく音速の効果もまた、決定可能である。故に、超音波１５６の飛行時間（より具体的には、飛行時間の半分）に基づいて、超音波画像内の物体の深度が、決定されてもよい。組織を通した波の屈折および変形速度を補償すること等の物体深度を決定するための他の補正または方法もまた、実装されてもよい。当業者は、医療超音波撮像技術における深度測定のさらなる詳細を理解するであろう。そのような深度測定および決定は、乳房１６２の３Ｄモデル、より具体的には、乳房１６２の導管１６４の３Ｄモデルを構築するために使用されてもよい。例えば、乳房１６２全体が、超音波プローブ１５２を用いて撮像されてもよい。３Ｄ超音波技法を用いて乳房１６２全体を撮像することによって、導管１６４等の異なる構造の３Ｄモデルが、発生されてもよい。

加えて、超音波技法の複数の周波数またはモードが、利用されてもよい。例えば、定位周波数ならびに撮像周波数および捕捉周波数のリアルタイムかつ並行伝送および受信多重化が、実装されてもよい。これらの能力の利用は、超音波技法からの複数のデータセットを共位置合わせまたは融合するための情報を提供し、ディスプレイ１６０上での導管１６４および他の医療画像の可視化を可能にする。撮像周波数および捕捉シーケンスは、他の撮像モードおよび技法の中でもとりわけ、Ｂモード撮像（合成の有無を問わず）、ドップラモード（例えば、カラー、二重）、調和モード、シアウェーブおよび他のエラストグラフィモード、ならびにコントラスト強化超音波を含んでもよい。

図２Ａは、乳房内の異常を位置特定するための例示的方法２００を描写する。動作２０２において、Ｘ線ベースの撮像モダリティおよび／または磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）モダリティであり得る、第１の撮像モダリティからの乳房に関する第１の撮像データが、入手または受信される。第１の撮像データは、２次元撮像データまたは３次元撮像データであってもよい。いくつかの実施例では、第１の撮像データは、トモシンセシス撮像システムおよび／またはコンピュータトモグラフィシステムから入手されてもよい。そのような実施例では、第１の撮像データは、３Ｄ撮像データであってもよい。他の実施例では、第１の撮像データは、マンモグラフィ撮像データ等の２Ｄ撮像データであってもよい。動作２０４において、第２の撮像データが、第２の撮像モダリティから乳房に関して入手される。第２の撮像モダリティは、超音波撮像モダリティであってもよい。他の実施例では、第２の撮像モダリティは、光学および／または熱撮像モダリティであってもよい。いくつかの実施例では、第２の撮像モダリティは、超音波撮像モダリティおよび光学ならびに／もしくは熱撮像モダリティの両方を含んでもよい。第１の撮像データおよび第２の撮像データは、次いで、第１の撮像モダリティからの第１の撮像データおよび第２の撮像モダリティからの第２の画像データが、共通座標空間を共有するように、動作２０６において共位置合わせされてもよい。動作２０６において異なるモダリティからの撮像データを共位置合わせするステップは、上記に議論される手段のうちのいずれかを通して遂行されてもよい。

動作２０８において、乳房に関する複数の導管が、複数の導管のマッピングを発生させるためにマッピングされる。乳管のマッピングは、動作２０４において入手される、超音波撮像データ等の第２の撮像データから発生されてもよい。乳管のマッピングは、乳管の３Ｄマッピングまたは複数の２Ｄマッピングであってもよく、乳房内の全ての導管のマッピングを含んでもよい。いくつかの事例では、乳管のマッピングは、人工知能画像分析技法を通して達成されてもよい。そのような画像分析技法は、撮像された乳房に関する画像データ内の導管構造を識別するために、第２の画像データを分析してもよい。いくつかの実施例では、非導管組織（すなわち、導管以外の乳房の組織）は、乳管のマッピングを形成するために、撮像データから除去されてもよい。画像分析技法は、導管構造が、手動識別によって等、以前に識別されている画像データのデータセットを使用して訓練されてもよい。いったん画像分析技法が、訓練されると、画像分析技法は、画像データ内の導管を識別することが可能である。いったん導管が、識別されると、乳管のマッピングが、発生される。

動作２１０において、異常が、動作２０２において受信または入手された第１のモダリティからの第１の撮像データならびに／もしくは動作２０４において受信または入手された第２の撮像モダリティからの第２の撮像データにおいて位置特定または識別される。第１の撮像データが、トモグラフィまたはマンモグラフィ画像データの形態におけるＸ線データである実施例では、異常は、異常が、石灰化であるとき等、画像データにおいてより明るく見え得る。例えば、より高い値を有する（すなわち、より明るい）画像データ内のピクセルが、異常に対応し得る。異常は、ピクセル値またはピクセルのパターンに基づいて画像データを分析する、画像分析技法の使用を通して識別されてもよい。画像分析技法は、空間、変換、または周波数ドメイン内で実施されてもよい。例えば、空間ドメイン内の画像分析技法は、概して、撮像データにおけるピクセル値に基づいて動作する。変換または周波数ドメイン内の画像分析技法は、概して、撮像データからのピクセルデータのフーリエまたはラプラス変換等の数学的変換に基づいて動作する。例えば、周波数ドメインでは、画像分析技法は、空間ドメイン内のピクセル値の変化率に基づいてもよい。他の実施例では、異常は、医療専門家の補助を通して識別されてもよい。例えば、異常を位置特定するステップは、医療専門家が、撮像データを表示する画面上で異常を選択するステップを含んでもよい。

動作２１２において、動作２０８において発生された乳管のマッピングの少なくとも一部が、動作２１０において位置特定された異常と並行して表示される。乳管のマッピングおよび異常の並行表示は、異常が、乳管のうちの１つの内側または外側に位置するかどうかに関する決定を可能にする。例えば、異常は、複数の導管のマッピングの一部のオーバーレイとして表示されてもよい。第１の撮像データが第２の撮像データと共位置合わせされることに起因して、第１の撮像データにおいて位置特定される異常は、乳管のマッピングが、第２の撮像データから発生されたにもかかわらず、適切な場所において乳管のマッピング内に表示され得る。いくつかの実施例では、異常を表示する撮像データが、表示されてもよく、異常を含有する領域等の着目領域の選択が、表示される撮像データから選択されてもよい。着目領域の選択を受信することに基づいて、選択された着目領域に対応する導管のマッピングの一部が、表示されてもよい。

動作２１４において、乳管のマッピングに基づいて、異常が、乳管の内側または外側にあるかどうかに関する決定が、行われてもよい。一実施例では、決定は、異常および導管マッピングの並行表示に基づいて行われてもよい。決定は、異常が、乳管の内側または外側にあるかどうかを識別するために、異常および導管マッピングの並行表示を分析する、画像分析技法を通して行われてもよい。決定はまた、異常の場所および乳管の場所に基づいて行われてもよい。例えば、異常の場所は、第１の撮像データと第２の撮像データとの間の共有座標空間の座標内で決定され、表されてもよい。導管の構造もまた、共有座標空間の座標内に表されてもよい。故に、異常の場所が、導管の内側または外側に該当するかどうかに関する決定が、行われてもよい。

図２Ｂは、乳房内の異常を位置特定するための別の例示的方法２２０を描写する。動作２２２において、Ｘ線ベースの撮像モダリティおよび／または磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）モダリティであり得る、第１の撮像モダリティからの乳房に関する第１の撮像データが、入手または受信される。第１の撮像データは、２次元撮像データまたは３次元撮像データであってもよい。いくつかの実施例では、第１の撮像データは、トモシンセシス撮像システムおよび／またはコンピュータトモグラフィシステムから入手されてもよい。そのような実施例では、第１の撮像データは、３Ｄ撮像データであってもよい。他の実施例では、第１の撮像データは、マンモグラフィ撮像データ等の２Ｄ撮像データであってもよい。動作２２４において、第２の撮像データが、第２の撮像モダリティから乳房に関して入手される。第２の撮像モダリティは、超音波撮像モダリティであってもよい。第２の撮像データは、乳房全体の３Ｄ超音波データを含んでもよい。例えば、超音波撮像手技の間、超音波撮像システムは、一連の２Ｄスライスを入手してもよく、２Ｄスライスをともにステッチおよび／またはスタックし、乳房の３Ｄデータまたは３Ｄ超音波ボリュームのセットを形成する。他の実施例では、第２の撮像モダリティは、光学および／または熱撮像モダリティであってもよい。いくつかの実施例では、第２の撮像モダリティは、超音波撮像モダリティおよび光学ならびに／もしくは熱撮像モダリティの両方を含んでもよい。第１の撮像データおよび第２の撮像データは、次いで、第１の撮像モダリティからの第１の撮像データおよび第２の撮像モダリティからの第２の画像データが、共通座標空間を共有するように、動作２２６において共位置合わせされてもよい。動作２２６において異なるモダリティからの撮像データを共位置合わせするステップは、上記に議論される手段のうちのいずれかを通して遂行されてもよい。

動作２２８において、乳房の１つ以上の構造が、第１の撮像データおよび／または第２の撮像データに基づいて、マッピングまたはモデル化される。例えば、構造のマッピングまたはモデル化は、動作２２４において入手される、超音波撮像データ等の第２の撮像データから発生されてもよい。乳房構造のマッピングまたはモデル化は、３Ｄモデルまたはマッピングもしくは２Ｄモデルまたはマッピングであってもよい。マッピングまたはモデルはまた、乳房全体に関するものであってもよい。いくつかの実施例では、乳房構造のマッピングまたはモデル化は、人工知能画像分析技法を通して達成されてもよい。そのような画像分析技法は、乳房内の特定の構造を識別するために、第１の撮像データおよび／または第２の撮像データを分析してもよい。例えば、構造は、導管、小葉、クーパー靭帯、高密度組織、脂肪、皮膚、血管構造、および／またはリンパ節であってもよい。モデル化される特定の構造は、臨床医によって選択される、または撮像システムによって自動的に設定されてもよい。加えて、複数のモデルまたはマッピングが、発生されてもよい。例えば、導管の第１のモデルまたはマッピングが、発生されてもよく、小葉に関する第２のモデルまたはマッピングが、発生されてもよい。いくつかの実施例では、モデル化される構造ではない乳房の組織（非導管組織等）は、乳房構造のマッピングまたはモデル化を発生させるとき、撮像データから除去されてもよい。画像分析技法は、所望の構造が、手動識別によって等、以前に識別されている画像データのデータセットを使用して訓練されてもよい。いったん画像分析技法が、訓練されると、画像分析技法は、画像データ内の導管を識別することが可能である。例えば、異なる構造ならびにそれらの構造のパターンおよびテクスチャのエコー輝度は、構造が画像データ内で識別されることを可能にする。いったん構造が、識別されると、構造のマッピングまたはモデルが、発生される。

動作２３０において、異常が、動作２２２において受信または入手された第１のモダリティからの第１の撮像データならびに／もしくは動作２２４において受信または入手された第２の撮像モダリティからの第２の撮像データにおいて位置特定または識別される。第１の撮像データが、トモグラフィまたはマンモグラフィ画像データの形態におけるＸ線データである実施例では、異常は、異常が、石灰化であるとき等、画像データにおいてより明るく見え得る。例えば、より高い値を有する（すなわち、より明るい）画像データ内のピクセルが、異常に対応し得る。異常は、ピクセル値またはピクセルのパターンに基づいて画像データを分析する、画像分析技法の使用を通して識別されてもよい。画像分析技法は、空間、変換、または周波数ドメイン内で実施されてもよい。例えば、空間ドメイン内の画像分析技法は、概して、撮像データにおけるピクセル値に基づいて動作する。変換または周波数ドメイン内の画像分析技法は、概して、撮像データからのピクセルデータのフーリエまたはラプラス変換等の数学的変換に基づいて動作する。例えば、周波数ドメインでは、画像分析技法は、空間ドメイン内のピクセル値の変化率に基づいてもよい。他の実施例では、異常は、医療専門家の補助を通して識別されてもよい。異常を位置特定するステップは、医療専門家が、撮像データを表示する画面上で異常を選択するステップを含んでもよい。

動作２３２において、動作２３０において位置特定された異常は、動作２２８において発生された乳房構造のマッピングまたはモデルと比較される。異常とマッピングまたはモデルの比較は、異常と並行して、マッピングの視覚的表現の少なくとも一部を表示するステップを含んでもよい。並行表示は、異常が、乳房構造のマッピングまたはモデル内に表示されるように、重複表示を含んでもよい。他の実施例では、比較は、数学的または数値的比較を含んでもよい。例えば、構造の場所は、マッピングまたはモデル内で数学的に定義されてもよい。同様に、異常の場所もまた、数学的に定義されてもよい。動作２３４において、マッピングまたはモデル化された構造に対する異常の場所が、決定される。例えば、異常が、乳房の導管内にある、または小葉内にある、もしくはそれに付着しているかどうかに関する決定が、行われてもよい。そのような情報は、異常のタイプまたはリスクを識別するための付加的情報を提供することができる。決定された相対的場所は、種々の様式で表示または提示されてもよい。例えば、相対的場所は、異常の中心または外周からモデル化された構造のうちの１つ以上のものの中心または外周までの距離として表示されてもよい。

図３Ａは、乳房を撮像し、リスク査定を発生させるための例示的方法３００を描写する。動作３０２において、乳房は、超音波プローブを用いて走査される。例えば、超音波技師が、プローブを乳房の表面に接触させ、乳房の走査を開始してもよい。動作３０４において、超音波プローブの場所が、乳房の走査の間に追跡される。超音波プローブの場所を追跡するステップはまた、プローブの配向も同様に追跡するステップを含んでもよい。超音波プローブの場所および配向を追跡することによって、乳管の３Ｄマッピングが、後で発生されてもよく、超音波撮像から入手される画像データは、Ｘ線撮像データ等の別の撮像モダリティからの撮像データと共位置合わせされてもよい。走査の進行に関するフィードバックもまた、動作３０６において、走査の間に提供されてもよい。フィードバックは、乳房が、完全に撮像されたかどうかを超音波技師に示す視覚的フィードバックであってもよい。例えば、乳房内の全ての導管をマッピングするために、乳房全体、または少なくとも導管を含む乳房の部分が、撮像される必要があり得る。視覚的フィードバックは、走査の間に更新するグラフィカルユーザインターフェース要素の形態であってもよい。グラフィカルユーザインターフェース要素は、概して、乳房を表す円または楕円であってもよい。乳房の一部が、走査される際、円の同等の部分が、乳房の対応する部分が走査されたことを示すために、色を変化させる、または影付きであるように見えるであろう。したがって、超音波技師は、依然として走査される必要がある乳房の部分を確認することが可能である。類似する情報を示す他の視覚的インジケータもまた、使用されてもよい。動作３０８において、走査が、完了したかどうかに関する決定が、行われる。決定は、超音波技師が、走査が完了したことを示す入力を提供することに基づいてもよい。他の実施例では、本システムは、超音波プローブの追跡および進行フィードバックに基づいて、決定を行ってもよい。例えば、進行フィードバックが、乳房が、完全にまたは全体的に走査されていないことを示す場合、動作３０８における決定は、走査が完了していないということである。動作３０８において、走査が、完了していないと決定される場合、アラートが、走査が、完了するまで走査し続けるために、超音波技師に提供されてもよい。加えて、方法３００は、動作３０２に戻り、超音波走査は、乳房全体が、走査されるまで継続する。動作３０８において、走査が、完了したと決定される場合、方法３００は、動作３１０に進む。

動作３１０において、画像分析技法が、乳房内の導管を識別するために実行される。いくつかの事例では、乳管の識別およびマッピングは、人工知能画像分析技法を通して達成されてもよい。そのような画像分析技法は、撮像された乳房に関する画像データ内の導管構造を識別するために、超音波走査からの画像データを分析してもよい。いくつかの実施例では、非導管組織（すなわち、導管以外の乳房の組織）は、導管画像データを発生させるために、撮像データから除去されてもよい。画像分析技法は、導管構造が、手動識別によって等、以前に識別されている画像データのデータセットを使用して訓練されてもよい。いったん画像分析技法が、訓練されると、画像分析技法は、画像データ内の導管を識別することが可能である。

動作３１２において、乳房の導管のマッピングが、発生されてもよい。導管のマッピングは、導管の３Ｄマッピングまたは導管の複数の２Ｄマッピングであってもよい。いくつかの実施例では、乳房の導管のマッピングは、動作３１０において発生された導管画像データから発生される。動作３１４において、動作３１２において発生された導管のマッピングは、導管のマッピングと、他の乳房に関する導管構造の集合体に関するデータとの間の統計的相関を決定するために分析される。上記に議論されるように、乳房の導管のパターンまたは構造は、潜在的浸潤性癌を示し得る。したがって、患者に関する導管のマッピングを異なるタイプの癌を有する患者の事前の導管構造と比較することは、潜在的リスク因子を露見させ得る。実施例として、異なるタイプの癌と診断された患者の数に関するデータが、集約されてもよい。データは、癌のタイプと、患者に関する導管のマッピングとを含んでもよい。他の患者の事前の導管マッピングに関する集約されたデータに対する乳房の現在のマッピングに関する統計的相関が、次いで、決定されてもよい。動作３１４において決定された統計的相関に基づいて、乳房に関するリスク査定が、動作３３６において、発生されてもよい。リスク査定は、乳房が、あるタイプの癌に関してリスクが高いまたは低いかどうかを示してもよい。リスク査定はまた、マンモグラフィまたはトモグラフィ手技、生検手技、もしくは他の診断手技等の付加的診断手技が、実施されるべきかどうかを示してもよい。

方法３００は、概して、超音波撮像技法を利用するものとして議論されるが、動作３１０－３１６はまた、光学および／または熱撮像データを用いて実施されてもよい。例えば、光学および／または熱撮像データが、超音波撮像データの代わりに、またはそれに加えて入手されてもよい。動作３１０における導管の識別および動作３１２における導管のマッピングの発生は、次いで、光学および／または熱撮像データに基づいて実施されてもよい。

図３Ｂは、乳房を撮像し、リスク査定を発生させるための別の例示的方法３２０を描写する。方法３２０は、動作３２２における超音波プローブを用いた乳房の走査から開始される。乳房の走査の間、超音波プローブの場所が、動作３２４において、追跡される。走査の進行に関するフィードバックもまた、動作３２６において、走査の間に提供されてもよい。動作３２８において、走査が、完了されたかどうかに関する決定が、行われる。動作３２２－３２８は、図３Ａに描写される方法３００における動作３０２－３０８と実質的に同一であり得る。

いったん走査が、完了すると、動作３３０において、乳房の１つ以上の解剖学的構造が、走査によって発生された画像データ内で識別される。いくつかの事例では、乳管のマッピングは、人工知能画像分析技法を通して達成されてもよい。そのような画像分析技法は、撮像された乳房に関する画像データ内の所望または選択された構造を識別するために、超音波走査からの画像データを分析してもよい。画像分析技法は、選択または所望される構造が、手動識別によって等、以前に識別されている画像データのデータセットから訓練されてもよい。いったん画像分析技法が、訓練されると、画像分析技法は、画像データ内の選択された構造を識別することが可能である。

動作３３２において、乳房の選択または所望される構造のマッピングもしくはモデルが、発生されてもよい。構造のマッピングまたはモデルは、構造の３Ｄマッピングまたは構造の複数の２Ｄマッピングであってもよく、実質的に乳房全体に関するものであってもよい。いくつかの実施例では、マッピングまたはモデルは、乳房の一部に関するものであってもよい。乳房の構造のマッピングまたはモデルは、動作３３０において識別された構造から発生されてもよい。動作３３４において、動作３３２において発生された構造のマッピングまたはモデルが、分析され、動作３３６においてリスク査定を決定し、発生させる。構造の分析は、マッピングまたはモデル内のパターンを分析し、構造と関連付けられる特徴または値を抽出するステップを含んでもよい。例えば、構造のマッピングまたはモデルから、特徴に関する定量値が、抽出されてもよい。導管のモデルまたはマッピングの実施例では、導管の数、導管に関する規則性パターン、および／または導管に関する終端規則性が、マッピングまたはモデルから抽出されてもよい。それらの抽出された特徴または構造は、次いで、１つ以上の閾値、既知の値、またはベンチマークと比較されてもよい。分析はまた、構造のマッピングまたはモデルと、他の乳房に関する同一のタイプの構造の集合体に関するデータとの間の統計的相関を含んでもよい。例えば、患者に関する構造のマッピングを異なるタイプの癌を有する患者に関する同一のタイプの構造の事前のマッピングと比較することは、潜在的リスク因子を露見させ得る。実施例として、異なるタイプの癌と診断された患者の数に関するデータが、集約されてもよい。データは、癌のタイプと、患者に関する構造のマッピングとを含んでもよい。他の患者の事前の導管マッピングに関する集約されたデータに対する乳房の現在のマッピングに関する統計的相関が、次いで、決定されてもよい。その分析に基づいて、乳房に関するリスク査定が、動作３３６において、発生されてもよい。

構造の分析は、分析されている構造のタイプに応じて、異なってもよい。例えば、患者に関するリスク査定を高め得る乳管の特徴は、導管拡張（拡大）、導管内の中実物質または腫瘤、導管の口径の突然の変化、および／または導管の突然の終端を示す特徴を含み得る。そのような特徴は、導管のマッピングまたはモデルから、ならびに／もしくは走査の間に発生される撮像データ自体から抽出されてもよい。選択または所望される構造が、小葉である実施例では、患者に関するリスク査定を高め得る特徴は、小葉の拡大、小葉内の中実物質または腫瘤、ならびに／もしくは小葉群の歪みを示す特徴を含み得る。そのような特徴は、小葉のマッピングまたはモデルから、ならびに／もしくは走査の間に発生される撮像データ自体から抽出されてもよい。選択または所望される構造が、クーパー靭帯である実施例では、患者に関するリスク査定を高め得る特徴は、正常な起伏のある流動の歪み、クーパー靭帯の突然の中断、および／または靭帯の肥厚を含み得る。選択または所望される構造が、高密度組織である実施例では、患者に関するリスク査定を高め得る特徴は、乳房内の高密度組織の顕著な陰影および／または非対称性の面積を含み得る。選択または所望される構造が、脂肪である実施例では、患者に関するリスク査定を高め得る特徴は、通常は低エコーの脂肪における侵入（浮腫を示す）、腺後脂肪（胸筋の近傍）の侵入（腫瘍浸潤を示唆する）、および／または浮腫もしくは炎症等の均質性の欠如を含み得る。選択または所望される構造が、皮膚である実施例では、患者に関するリスク査定を高め得る特徴は、皮膚の肥厚（約２ｍｍを上回るもの等）および／または深部真皮の中断を含み得る。選択または所望される構造が、血管構造である実施例では、患者に関するリスク査定を高め得る特徴は、血管分布が増加した領域を含み得る。選択または所望される構造が、リンパ節である実施例では、患者に関するリスク査定を高め得る特徴は、リンパ節の肥厚した皮質（３ｍｍを上回るもの等）および／または脂肪質の中心門の欠如を含み得る。

個別の構造の上記に議論される特徴に関する値は、集約された患者データに基づいて決定されてもよい。例えば、リンパ節の肥厚した皮質の特徴に関して、異常に関する高い可能性を示し得るリンパ節の厚さの値は、癌または他の異常を有する患者からのリンパ節マッピングの集合に基づいて決定されてもよい。リスク査定は、乳房が、あるタイプの癌に関して高いまたは低いリスクにあるかどうかを示してもよい。リスク査定はまた、マンモグラフィまたはトモグラフィ手技、生検手技、もしくは他の診断手技等の付加的診断手技が、実施されるべきかどうかを示してもよい。

上記に説明される方法は、本明細書に説明されるシステムによって実施されてもよい。例えば、システムは、トモシンセシス、マンモグラフィ、ＭＲＩ、超音波、熱、および／または光学撮像システム等の１つ以上の撮像システムを含んでもよい。それらの撮像システムのうちの１つ以上のものは、図４を参照して下記に議論される動作環境を組み込むコンピューティングデバイス等のコンピューティングデバイスに動作可能に接続されてもよい。撮像データは、コンピューティングデバイスによって受信されてもよく、コンピューティングデバイスは、次いで、本明細書に説明される方法の動作を実施してもよい。例えば、コンピューティングデバイスは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサに動作可能に接続される、メモリとを含んでもよい。メモリは、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、本システムに、本明細書に説明される動作を実施させる命令を記憶してもよい。

図４は、本実施形態のうちの１つ以上のものが実装され得る、好適な動作環境４００の一実施例を図示する。本動作環境は、本明細書に開示される撮像システムの中に直接組み込まれてもよい、または本明細書に説明される撮像システムから離散的であるが、それを制御するために使用されるコンピュータシステムの中に組み込まれてもよい。これは、好適な動作環境の一実施例にすぎず、使用または機能性の範囲に関するいかなる限定も示唆することを意図していない。使用のために好適であり得る他のコンピューティングシステム、環境、および／または構成は、限定ではないが、撮像システム、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、スマートフォン等のプログラム可能な家電製品、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、タブレット、上記のシステムまたはデバイスのうちのいずれかを含む分散コンピューティング環境、および同等物を含む。

その最も基本的な構成では、動作環境４００は、典型的には、少なくとも１つの処理ユニット４０２と、メモリ４０４とを含む。コンピューティングデバイスの厳密な構成およびタイプに応じて、メモリ４０４（とりわけ、本明細書に開示される画像入手および処理方法を実施するための命令を記憶する）は、揮発性（ＲＡＭ等）、不揮発性（ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）、または２つのある組み合わせであり得る。本最も基本的な構成は、破線４０６によって図４に図示される。さらに、環境４００はまた、限定ではないが、磁気または光学ディスクもしくはテープを含む、記憶デバイス（リムーバブル４０８および／または非リムーバブル４１０）を含むことができる。同様に、環境４００はまた、タッチスクリーン、キーボード、マウス、ペン、音声入力等の入力デバイス４１４および／またはディスプレイ、スピーカ、プリンタ等の出力デバイス４１６を有することができる。また、環境内に含まれるものは、ＬＡＮ、ＷＡＮ、ポイントツーポイント、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦ等の１つ以上の通信接続４１２であり得る。

動作環境４００は、典型的には、少なくともある形態のコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、処理ユニット４０２または動作環境を備える他のデバイスによってアクセスされ得る、任意の利用可能な媒体であり得る。実施例として、限定ではないが、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を備えることができる。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のための任意の方法もしくは技術において実装される、揮発性および不揮発性、リムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、または他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶デバイス、ソリッドステート記憶装置、もしくは所望の情報を記憶するために使用され得る任意の他の有形媒体を含む。通信媒体は、搬送波または他のトランスポート機構等の変調データ信号においてコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、もしくは他のデータを具現化し、任意の情報配信媒体を含む。用語「変調データ信号」は、その特性のうちの１つ以上のものが、信号内の情報をエンコードするような様式で設定または変更される信号を意味する。実施例として、限定ではないが、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続等の有線媒体および音響、ＲＦ、赤外線、ならびに他の無線媒体等の無線媒体を含む。上記のうちのいずれかの組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。コンピュータ可読デバイスは、コンピュータ記憶媒体を組み込むハードウェアデバイスである。

動作環境４００は、１つ以上の遠隔コンピュータへの論理的接続を使用するネットワーク化環境内で動作する単一のコンピュータであり得る。遠隔コンピュータは、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス、または他の共通ネットワークノードであり得、典型的には、上記に説明される要素の多くまたは全て、ならびにそのように言及されていないその他を含む。論理的接続は、利用可能な通信媒体によってサポートされる任意の方法を含むことができる。そのようなネットワーク化環境は、オフィス、企業全体のコンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットにおいて一般的である。

いくつかの実施形態では、本明細書に説明される構成要素は、コンピュータ記憶媒体および他の有形媒体上に記憶され、通信媒体内で伝送され得る、コンピュータシステム４００によって実行可能なそのようなモジュールまたは命令を備える。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のための任意の方法もしくは技術において実装される、揮発性および不揮発性、リムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含む。上記のうちのいずれかの組み合わせもまた、可読媒体の範囲内に含まれるべきである。いくつかの実施形態では、コンピュータシステム４００は、コンピュータシステム４００による使用のために遠隔記憶媒体内にデータを記憶するネットワークの一部である。

本明細書に説明される実施形態は、本明細書に開示されるシステムおよび方法を実装ならびに実施するために、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせを使用して採用されてもよい。具体的デバイスが、具体的機能を実施するものとして本開示全体を通して列挙されているが、当業者は、これらのデバイスが、例証目的のために提供され、他のデバイスも、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示される機能性を実施するために採用され得ることを理解するであろう。

本開示は、可能性として考えられる実施形態のうちのいくつかのみが示された、付随の図面を参照して本技術のいくつかの実施形態を説明する。しかしながら、他の側面も、多くの異なる形態において具現化され得、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、徹底的かつ完全であり、可能性として考えられる実施形態の範囲を当業者に完全に伝えるように提供された。さらに、本明細書および請求項に使用されるように、語句「要素Ａ、要素Ｂ、または要素Ｃのうちの少なくとも１つ」は、要素Ａ、要素Ｂ、要素Ｃ、要素ＡおよびＢ、要素ＡおよびＣ、要素ＢおよびＣ、ならびに要素Ａ、Ｂ、およびＣのうちのいずれかを伝えることを意図している。

具体的実施形態が、本明細書に説明されるが、本技術の範囲は、それらの具体的実施形態に限定されない。さらに、異なる実施例および実施形態が、別個に説明され得るが、そのような実施形態および実施例は、本明細書に説明される技術を実装する際に相互に組み合わせられてもよい。当業者は、本技術の範囲および精神内である他の実施形態または改良を認識するであろう。したがって、具体的構造、行為、または媒体は、例証的実施形態としてのみ開示される。本技術の範囲は、以下の請求項およびそれにおける任意の均等物によって定義される。

Claims (12)

1. 乳房を撮像するための方法であって、前記方法は、
   超音波プローブを用いて走査された乳房に関する超音波データを受信することと、
   画像分析技法を実行し、前記乳房の１つ以上の解剖学的構造を識別することと、
   前記識別された１つ以上の解剖学的構造から、前記乳房の前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングを発生させることと、
   前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングを分析し、前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングと、他の乳房に関する前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングの集合体に関するデータとの間の統計的相関を決定することと、
   前記決定された統計的相関に基づいて、前記乳房に関するリスク査定を発生させることと
   を含む、方法。
2. 前記超音波プローブを用いて前記乳房を走査し、前記超音波データを発生させることと、
   前記乳房の走査の間、前記超音波プローブの場所を追跡することと、
   前記走査の進行に関する視覚的フィードバックを提供することと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記リスク査定は、付加的診断手技が、前記乳房のために実施されるべきかどうかを示す、請求項１に記載の方法。
4. 前記画像分析技法は、人工知能技法を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記１つ以上の解剖学的構造は、乳管である、請求項１に記載の方法。
6. 前記発生されたマッピングから、導管の数、前記導管に関する規則性パターン、または前記導管に関する終端規則性のうちの少なくとも１つの定量値を抽出することをさらに含み、前記統計的相関は、前記抽出された定量値に基づく、請求項５に記載の方法。
7. 前記１つ以上の解剖学的構造は、乳管、小葉、リンパ節、血管構造、またはクーパー靭帯のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
8. 前記超音波データは、乳房全体に関する３Ｄ超音波データである、請求項１に記載の方法。
9. 乳房の導管を撮像するためのシステムであって、前記システムは、
   少なくとも１つのプロセッサと、
   前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に接続されたメモリであって、前記メモリは、命令を記憶しており、前記命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記システムに、
   超音波プローブを用いて走査された乳房に関する超音波データを受信することと、
   画像分析技法を実行し、前記乳房の１つ以上の解剖学的構造を識別することと、
   前記識別された１つ以上の解剖学的構造から、前記乳房の前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングを発生させることと、
   前記１つ以上の解剖学的構造のマッピングから少なくとも１つの特徴を抽出することと、
   前記抽出された少なくとも１つの特徴を閾値と比較することと、
   前記抽出された少なくとも１つの特徴と前記閾値の比較に基づいて、前記乳房に関するリスク査定を発生させることと
   を含む動作のセットを実施させる、メモリと
   を備える、システム。
10. 前記閾値は、前記１つ以上の解剖学的構造に関するマッピングの集合に基づく、請求項９に記載のシステム。
11. 前記１つ以上の解剖学的構造は、乳管、小葉、リンパ節、血管構造、またはクーパー靭帯のうちの少なくとも１つである、請求項９に記載のシステム。
12. 前記抽出された少なくとも１つの特徴は、定量値によって表される、請求項９に記載のシステム。