專利名稱：具有ct模式、多層析攝像模式和乳腺攝像模式的豎立式x射線胸部成像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利說明書涉及胸部X射線成像，更具體地，涉及一種系統(tǒng)，其用于以CT模式、一種或多種層析攝像模式(例如窄角度胸部層析攝像和寬角度胸部層析攝像)以及乳腺攝像模式中的一種或多種選擇性地成像豎立患者的胸部。該系統(tǒng)優(yōu)選地一體形成為使得設(shè)備可以用于這些成像模式中的任意一種或多種?；颊呖梢哉玖ⅲ缤ǔτ谌橄贁z像和層析攝像而言，而不是如常規(guī)CT中那樣躺下。在CT模式中，當(dāng)常規(guī)CT系統(tǒng)用來對胸部成像時，成像X射線束僅僅穿過胸部，而不穿過患者的軀干。
背景技術(shù)：
X射線乳腺攝像形成為用于胸部癌癥和其它病變的拍攝形式，并且還用于診斷和其它目的。歷史上，胸部圖像記錄在X射線膠片上，但是近年來，數(shù)字X射線圖像接收器已經(jīng)得到廣泛使用，比如可得自本申請的共同受讓人(馬薩諸塞州貝德福德的HologiC有限公司)以及其部門(康涅狄格州丹伯里的Lorad公司)的商品名為Selenia的乳腺攝像系統(tǒng)。在乳腺攝像中，通常，棱錐形X射線束穿過壓縮的胸部，并且形成二維投影圖像，即在本文中乳腺攝像表示為圖像M?？梢允褂枚喾N取向中的任一種，例如CC (頭-尾)或MLO (中側(cè)-傾斜)。最近，胸部X射線層析攝像已經(jīng)得到使用。共同受讓人具有安裝的在該國家用于臨床使用的胸部層析攝像系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)在海外銷售。該技術(shù)通常涉及以X射線束相對于胸部的多個角度中的每一個角度取得固定胸部的二維(2D)投影圖像，其在本文中表示為圖像Tp。所得的X射線測量結(jié)果進(jìn)行計算機(jī)處理以重新構(gòu)建胸部切片的圖像，其在本文中表示為圖像Tr，該圖像通常處于與X射線束軸線成橫向的平面中，例如平行于同一胸部的乳腺攝像的圖像平面，但是也可以處于任何其它取向并且可以代表所選厚度的胸部切片。該角度范圍顯著小于常規(guī)CT (計算機(jī)化的層析攝像)中的角度范圍，即顯著小于180°加上扇角(例如±15°的范圍)。胸部X射線層析攝像系統(tǒng)的實例是能夠以商品名Selenia Dimensions獲得的共同受讓人的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在海外銷售且在這個國家已經(jīng)安裝以用于臨床測試，并且包括層析攝像操作模式和乳腺攝像操作模式。還可參見美國專利N0.7，123，684、美國專利申請公開 2005/0113681A1 和 2009/0003519A1、美國專利 N0.4，496，557、N0.5，051，904、N0.5，359，637、N0.6，289，235、N0.6，375，352、N0.6，645，520、N0.6，647，092、N0.6，882，700,N0.6，970，531、Νο.6，940，943,N0.7，356，113,N0.7，656，994、公開的美國專利申請2004/0066904和2007/0263765、以及數(shù)字臨床報告層析攝像(GEfcochure98-5493，1998年11月)。在DG Grant, “層析攝像:三維的成像技術(shù)(Tomosynthesis:athree-dimensional imaging technique) ，，, IEEE會報生物醫(yī)學(xué)工程(IEEE Trans.Biomed.Engineering), Vol BME-19，#1, (1972年I月)，pp20_28中討論了如何重新構(gòu)建層析攝像圖像。還可參見2004年11月15日提交的名稱為“乳腺攝像和層析攝像圖像的匹配幾何形狀生成和顯不(Matching geometry generation and display of mammogramsand tomosynthesis images)”的美國臨時申請N0.60/628，516,以及由意大利博洛尼亞的 1.M.S.國際米蘭醫(yī)學(xué)院(1.M.S.1nternazionale Medico Scintifica)公布的名稱為Giotto圖像3D的系統(tǒng)。通過增加活組織檢查工位(例如，該系統(tǒng)能夠以商品名StereoLocII豎立式立體定位胸部活組織檢查系統(tǒng)(Stereo LocII Upright Stereotactic BreastBiopsy System)得自共同的受讓人)，乳腺攝像和層析攝像系統(tǒng)還可以用于介入性手術(shù)過程，例如活組織檢查。在此，以上引用的以及以下引用的專利、申請、簡介和文獻(xiàn)以引用方式并入本專利申請中，如同它們?nèi)脑诒疚闹惺境?。已知有能夠選擇性地取得層析攝像投影圖像和常規(guī)乳腺攝像的X射線胸部成像系統(tǒng)，例如可得自商品名塞萊尼亞尺寸系統(tǒng)(Selenia Dimensions System)的系統(tǒng)。它們包括X射線源和X射線成像接收器，X射線源和X射線成像接收器能夠彼此保持固定的關(guān)系且作為一個單元移動以取得常規(guī)的乳腺攝像M，并且能夠彼此脫開以使得至少一個能夠相對于另一個移動且移動到患者的胸部而取得層析攝像投影圖像Tp。還可參見共同轉(zhuǎn)讓的美國專利 N0.7，583，786。CT技術(shù)還沒有廣泛用于胸部X射線成像。在常規(guī)CT中，患者躺在輪床或平臺上，而X射線源和檢測器繞患者旋轉(zhuǎn)。X射線測量結(jié)果被重新構(gòu)建為患者的典型平面切片圖像，其在本文中稱為圖像CTr。與胸部相交的成像平面也與軀干相交，因此當(dāng)僅僅關(guān)注胸部的X射線圖像時，患者的身體不必經(jīng)受X輻射。此外，使用胸部圖像的常規(guī)CT可能是過分昂貴的。已經(jīng)提出CT系統(tǒng)將僅僅對胸部成像，而不對軀干成像，但是它們需要患者處于躺臥位置并且還沒有發(fā)現(xiàn)被廣泛使用。例如，參見美國專利N0.3，973，126，其提出將躺臥的患者的胸部懸浮于一開口中，X射線源和X射線檢測器將圍繞該開口在水平平面中旋轉(zhuǎn)。還可參見美國專利N0.6，987，831，其提出了使用更加現(xiàn)代化的部件的非常類似的構(gòu)造。此外，公開的美國專利公開2010/0080343A1提出一種胸部CT系統(tǒng)，其中患者的胸部伸過豎直壁中的開口，由此延伸到該壁的另一側(cè)，其中吊架使X射線源和檢測器以螺旋掃描運動或連續(xù)切片掃描運動旋轉(zhuǎn)，以對胸部的伸出部分成像。對于許多原因，可能期望的是評估不同類型的患者胸部的X射線圖像。例如，在讀取常規(guī)乳腺攝像M的過去數(shù)十年中，醫(yī)療專業(yè)人員已經(jīng)提出了有價值的解釋專門技術(shù)。乳腺攝像M可以提供微鈣化的良好視覺化，并且與層析攝像圖像Tp或Tr相比可以提供較高的空間分辨率。層析攝像圖像Tr可以具有不同的期望特性——例如，它們可以提供較佳的結(jié)構(gòu)視覺化，在常規(guī)的乳腺攝像M中，這些結(jié)構(gòu)可能被上覆或下蓋的組織阻擋。CT圖像CTr可以提供其它優(yōu)點，例如能夠獲得用于胸部內(nèi)側(cè)特定組織的衰減值并且生成胸部中體積元素(體元)的三維圖像，該圖像通常不會幾何失真，從而能夠便利地重新處理為任何取向且具有任何厚度的胸部切片的圖像。然而，發(fā)明人在這里知道沒有系統(tǒng)能夠選擇用單個系統(tǒng)取得這三種類型的胸部圖像中的一種或多種，而不需要將患者從一個成像系統(tǒng)移動到另一個成像系統(tǒng)且可能從一個醫(yī)療設(shè)施移動到另一個醫(yī)療設(shè)施。還可能 期望的是，共同對齊利用不同X射線形式取得的胸部圖像，例如以使得可以在兩種或更多種形式的圖像中查看和評估相同的真實或疑似病變，原因是每種形式都可以貢獻(xiàn)有關(guān)病變的不同信息。雖然已經(jīng)為層析攝像圖像Tr和Tp以及乳腺攝像M提供了某些方面的共同對齊(例如參見共同擁有的美國專利7，577，282和7，616，909)，但是已知的是對于X射線CT胸部圖像沒有共同對齊，尤其是在Tr、Tp和M胸部X射線圖像取自豎立的患者的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
本專利說明書描述了多模式系統(tǒng)，其包括X射線CT系統(tǒng)，該系統(tǒng)取得相對于系統(tǒng)以與相對于常規(guī)乳腺攝像系統(tǒng)的患者位置類似的方式定位的豎立患者的CT胸部X射線圖像CTr，同時利用獨特地適合于胸部X射線CT掃描的設(shè)計提供保護(hù)而不移動組件。同一系統(tǒng)能夠被構(gòu)造成在至少兩個層析攝像模式(例如寬角度模式和窄角度模式)的一個中選擇性地不取得CT圖像，而取得層析攝像圖像Tp。并且，同一系統(tǒng)能夠被構(gòu)造成選擇性地取得乳腺攝像M，該乳腺攝像M與利用乳腺攝像系統(tǒng)取得的常規(guī)乳腺攝像基本上相同或在外觀上相似。從而，同一系統(tǒng)能夠以用于胸部成像的多種模式中的任一種或任兩種或更多種進(jìn)行操作=CT模式、包括例如寬角度層析攝像模式和窄角度層析攝像模式的多層析攝像模式以及乳腺攝像模式。本專利的胸部圖像能夠以這些模式中的單個模式取得，或者以這些模式中的兩種或更多種模式取得，同時患者的胸部保持固定，或者在相同的研究期間或在不同時刻處于不同的胸部固定。優(yōu)選地，成像X射線接收器為二維接收器，其能夠以乳腺攝像模式對整個胸部成像，使得優(yōu)選地，同一接收器可以在單個旋轉(zhuǎn)運動中用于CT掃描模式，從而避免需要圍繞胸部多次掃描以獲得用于多個胸部切片的X射線測量結(jié)果。


圖1為豎立式胸部X射線成像系統(tǒng)的一部分的透視圖，該系統(tǒng)示出為以CT模式操作，但是也被構(gòu)造成選擇性地以至少兩種層析攝像模式和乳腺攝像模式操作。圖2為圖1的系統(tǒng)的側(cè)正視圖。圖3為示出了與圖1和2中所示類似的系統(tǒng)的患者防護(hù)物的前正視圖。

圖4為與圖2相同但是示出了患者防護(hù)物的側(cè)正視圖。圖5和6分別與圖1和2類似，但是示出了該系統(tǒng)用于層析攝像模式或乳腺攝像模式，并且示出了吊架，該吊架與支撐支柱間隔得比在圖2和4中更遠(yuǎn)。圖7為示出了能夠在接收器殼體內(nèi)樞轉(zhuǎn)的成像接收器的透視圖。圖8為穿過患者的壓縮胸部的X射線的不同路徑長度的示意圖。圖9為示出一體化X射線體系的方框圖。圖10和11示出了可以提高系統(tǒng)操作和患者舒適性的可選實施例的各部分。
具體實施例方式在所述的實例和附圖所示的優(yōu)選實施例中，為了清楚起見而采用特定的術(shù)語。然而，本專利說明書的公開并不旨在限于所選的特定術(shù)語，其應(yīng)當(dāng)被理解為每個特定元素都包括以類似的方式操作的所有技術(shù)等效。圖1和2示出了多模式胸部X射線成像系統(tǒng)的非限制性實例的各部分，該系統(tǒng)能夠以CT模式操作，但是也被構(gòu)造成選擇性地以乳腺攝像模式和包括寬角度層析攝像模式和窄角度層析攝像模式的層析攝像模式操作。為了圖示清楚起見，用于CT模式的患者防護(hù)物在圖1和2中省略，但是圖3、4、10和11中示出了各個實例。支撐支柱100固定到地板，并且容納機(jī)動化機(jī)構(gòu)，該機(jī)動化機(jī)構(gòu)用于升高和降低沿水平延伸的軸102，該軸102伸過支柱100中的開口 100a，并且該機(jī)動化機(jī)構(gòu)用于使軸102繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)。繼而，軸102支撐同軸的軸102a，該軸102a能夠隨軸102 —起旋轉(zhuǎn)或獨立于軸102進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。軸102支撐胸部固定單元，該胸部固定單元包括上部板104a和下部板104b，使得每個板能夠與軸102和102a —起沿著支撐支柱100的長尺寸向上和向下移動,板中的至少一個可以朝向另一個移動，并且單元104可以繞軸102和102a的共同中心軸線旋轉(zhuǎn)。此外，軸102支撐吊架106，以用于進(jìn)行兩種類型的機(jī)動化運動:繞軸102的中心軸線旋轉(zhuǎn)，以及相對于軸102沿著吊架106的長度的運動。吊架106在一個端部處承載總體用108表示的X射線源(例如遮蔽的X射線管)，并且在另一個端部處承載封閉成像X射線接收器112 (在圖1和2中未示出，但是在圖7中示出)的接收器殼體110。當(dāng)以CT模式操作時，圖1和2的系統(tǒng)將患者的胸部固定在板104a和104b之間。為此，單元104與軸102 —起升高或降低到胸部的高度，同時患者是豎立的，例如站著或坐著?；颊邚膱D2中所示的系統(tǒng)的左側(cè)朝向單元104傾斜，健康專業(yè)人員(通常為X射線技術(shù)人員)調(diào)節(jié)板104a和104b之間的胸部，同時將組織拉向圖2中的右側(cè)，并且將板104a和104b中的至少一個移向另一個，以固定胸部且將胸部保持就位，優(yōu)選地盡可能地使胸部組織處于單元104內(nèi)。在取得代表CT投影X射線圖像CT [的X射線測量結(jié)果(從該測量結(jié)果重新構(gòu)建相應(yīng)胸部切片的圖像CTr)的過程中，吊架106繞軸102的中心軸線旋轉(zhuǎn)，同時胸部在單元104中保持固定不動。優(yōu)選地，在吊架106旋轉(zhuǎn)期間，殼體110內(nèi)的成像接收器112相對于X射線管108保持固定。來自管108的棱錐形X射線束與固定在單元104中的胸部成橫向，并且撞擊在成像接收器112上，作為回應(yīng)，該成像接收器112生成與在接收器的成像平面中相應(yīng)像素位置處對于每個旋轉(zhuǎn)增量所接收的X射線能量的量相關(guān)的相應(yīng)的像素值二維陣列。這些用于圖像CTp的像素值陣列被傳遞到計算機(jī)系統(tǒng)(圖1和2中未示出，但是在圖9中示出)，并且由該計算機(jī)系統(tǒng)處理，以重新構(gòu)建胸部切片圖像CTr。吊架106可以被構(gòu)造成用于朝向支柱100機(jī)動化運動 ，從而方便X射線技術(shù)人員接近患者的胸部以將胸部定位在單元104中，以及遠(yuǎn)離支柱100以確保X射線管108和殼體110內(nèi)的成像接收器112能夠?qū)m當(dāng)?shù)男夭拷M織成像?；蛘?，吊架106可以保持從支柱100到圖2所示的位置左側(cè)的固定距離，從而成像X射線束可以盡可能地穿過固定在單元104中的胸部，在這種情況下將不需要改變距離的機(jī)構(gòu)。由于在CT操作模式中患者的豎立定位以及X射線管108和接收器殼體110轉(zhuǎn)過大的角度而產(chǎn)生獨特的挑戰(zhàn)。眾所周知，CT掃描通常涉及源和接收器轉(zhuǎn)過180°角度加上由成像X射線束對向的角度，并且優(yōu)選地轉(zhuǎn)過較大的角度，例如360°。然而,如果旋轉(zhuǎn)包括如圖1和2所示的X射線源108的0°位置，那么患者的頭部可能太靠近X射線源108。通過使用將患者與甚至旋轉(zhuǎn)整個360的組件分隔開的防護(hù)物，可以避免旋轉(zhuǎn)組件與患者的沖突以及對這種沖突的關(guān)注，如本專利說明書中下文所討論的，但是取決于該防護(hù)物和旋轉(zhuǎn)組件的設(shè)計，在特定實施例中，這可能要求患者將她的身體彎成弓形，使得她的頭部和腿部離開該系統(tǒng)，到如圖2所示的左側(cè)。還如下所述，可供選擇的方案是繞圖1和2所示的X射線管108的位置從旋轉(zhuǎn)中排除一扇段或節(jié)段。作為非限制性實例，如果圖1和2所示的X射線管108的位置被指定為0°位置，那么用于CT成像的旋轉(zhuǎn)排除在45°和315°之間的90°的扇段或節(jié)段中、或在60°和300°之間的120°的扇段或節(jié)段中、或在足以使患者的頭部位置隔開而同時在足夠的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)取得用于重新構(gòu)建高質(zhì)量的CTr圖像的X射線CT數(shù)據(jù)的某些其它扇段或節(jié)段中的X射線源108的位置。雖然X射線管108和接收器殼體110的旋轉(zhuǎn)仍然必須不接觸患者身體的下部部分，但是患者通常更容易保持她的身體的下部部分遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)部件，到圖2所示的左側(cè)(并且優(yōu)選地處于防護(hù)物后方)，而不是使她的頭部和肩部后屈。圖3和4示出了這種防護(hù)物的實例。圖4為在其它方面與圖2相同的側(cè)正視圖，但是額外示出了具有中心開口 114c的患者防護(hù)物114。防護(hù)物114在前正視圖中可以是完整的圓形，如前正視圖中包括圖3的虛線弧的圓所示。在這種情況下，在CT模式中，吊架106可以旋轉(zhuǎn)過完整的圓。作為可選形式，防護(hù)物114可以使得在圖3中示出為虛線弧下方和防護(hù)物114的實線之間的區(qū)域的扇段或節(jié)段114a敞開。在這種情況下，吊架106在CT模式中可以僅僅轉(zhuǎn)過小于360°的角度，但是患者可以在防護(hù)物114的V形切口 114b中具有用于她的頭部的空間，并且還可能具有用于肩部和臂的空間，以用于更加舒適的身體姿勢。具體地，如圖3所示，吊架106可以僅僅在防護(hù)物114的處于V形切口 114b外側(cè)的部分中旋轉(zhuǎn)。用實線示出了吊架106和管108和接收器殼體110的可能的位置中的一個位置。另一個可能的位置用虛線示出，并且指定為吊架106'，吊架106'承載X射線源108'和接收器殼體11(V。圖4以側(cè)正視圖示出了防護(hù)物114的可能的形狀。防護(hù)物114沿著離開支柱100的方向突出離開中心開口 114c，以允許患者的胸部到達(dá)并固定在單元104中，同時患者的身體通過防護(hù)物114與旋轉(zhuǎn)部件(即吊架106和X射線源108和接收器殼體110)分隔開。開口 114c可以制成為較大，并且可以成形為與圖3和4 (其未按比例繪制)所示的不同，以方便當(dāng)胸部固定不動時X射線技術(shù)人員接近患者的胸部。防護(hù)物114的各部分可以是可移除的或鉸接的，以進(jìn)一步方便接近。例如，虛線114d和114e上方的防護(hù)物114可以是可移除的或鉸接的，使得它們在技術(shù)人員定位和固定患者胸部時能夠被移開，并且能夠在以CT模式開始掃描之前放回到原處以保護(hù)患者。患者防護(hù)物可以安裝在支柱100和/或地板上。在圖3和4的實例中，旋轉(zhuǎn)吊架106可以移動到左側(cè)或右側(cè)，使得其更加靠近或進(jìn)一步遠(yuǎn)離患者，即圖4所示的位置和圖6所示的位置中的一個位置到另一個位置。從而，對于利用圖3的實例的胸部CT成像，旋轉(zhuǎn)吊架106將與支柱100間隔開，到圖6所示的相對于支柱100的位置，而實際上僅僅在接收器殼體110處于切口 114b外側(cè)時對患者的胸部成像。從而，患者可以部分地向前傾斜到切口 114b中，使得被成像的胸部的大部分以及可能的周圍組織能夠移動到X射線成像區(qū)域中。在豎立式胸部CT中，另一個挑戰(zhàn)在于如何固定胸部。在某些情況下，出于各種原因，可能期望胸部被較小地壓縮或不被壓縮。在其情況下，可能期望的是，壓縮或者作用在胸部上，例如使得胸部組織能夠被拉離患者的胸壁并且牢固地保持在單元104中以用于成像。為此且通常為了增加患者的舒適性，板104a和104b中的至少一個(且優(yōu)選地為兩個)具有如圖6所示的凹陷面向表面，該表面設(shè)計成保持胸部以用于CT成像，同時保持該胸部靠近圍繞且由此緊密靠近至少處于各個CT切片中的相等路徑長度的X射線。板104a和104b可以可移除地固定，使得不同組的板能夠用來容納不同尺寸或形狀的胸部。不同程度的胸部壓縮可以用作操作圖1-4的系統(tǒng)的健康專業(yè)人員的選擇。在其它情況下，可能期望的是，使用其它裝置將胸部和胸壁組織拉入X射線成像區(qū)域，例如提供杯形或漏斗形封閉件，胸部和可能的周圍組織通過真空、附著或其它手段被拉入到該封閉件中，如圖9中的方框圖形式中所示。在豎立式胸部CT中，另一個挑戰(zhàn)在于，根據(jù)X射線橫過的胸部部分，穿過胸部的X射線的路徑長度可能是不同的。例如，穿過在乳頭處或附近的胸部部分的路徑長度可能要遠(yuǎn)短于穿過在胸壁附近的胸部部分的路徑長度。當(dāng)以CT模式操作時，X射線技術(shù)人員可以在患者胸部被固定在單元104中時利用X射線透明的枕頭或類似的物品、通過將乳頭端部推向胸壁且將如此成形的胸部固定在單元104中而使得患者胸部成形為使胸部橫截面是幾乎均勻的，從而使得穿過胸部的X射線路徑長度幾乎相同。作為不涉及使固定胸部如此成形的可選方案，在X射線管108的殼體中可以使用成形X射線過濾器，以便將成像X射線束的X射線能量分布成形為使得束硬度沿著從乳頭向胸壁的方向增大。作為另一種方法，在來自X射線源的X射線束的路徑中，通過圍繞胸部布置的適當(dāng)?shù)爻尚蔚腦射線衰減材料，可以使得X射線路徑長度相等或至少更加均勻。在圖5和6中示出了在層析攝像模式中使用該系統(tǒng)，圖5和6在其它方面分別與圖1和2相同，不同的是吊架106相對于胸部固定單元104和軸102和支柱100處于不同的定位中，并且沒有示出防護(hù)物114。具體地，X射線源108遠(yuǎn)離單元104和支柱100，并且接收器殼體110更靠近單元 104。在層析攝像模式中，患者胸部也被固定在板104a和104b之間，板在成像期間保持就位。在一個實例中，X射線管108和接收器殼體110可以繞固定的胸部進(jìn)行與CT模式操作中類似的旋轉(zhuǎn)，但是轉(zhuǎn)過較小的角度。當(dāng)殼體110內(nèi)的X射線管108和成像接收器112作為一個單元旋轉(zhuǎn)時，對于每個旋轉(zhuǎn)增量取得相應(yīng)的二維投影圖像Tp, X射線管108和成像接收器112相對于彼此固定，和CT模式中一樣，或者如共同轉(zhuǎn)讓的美國專利7，123，684的原理所示，該美國專利以引用方式并入本文中?；蛘撸琗射線管108和接收器112相對于固定胸部的運動可以和以共同受讓人的、商品名Selenia Dimensions提供的所述系統(tǒng)中一樣，其某些方面記載于共同擁有的美國專利7，616，801中，該美國專利以引用方式并入本文中。在這種可選的情況下，X射線管繞軸102的中心軸線旋轉(zhuǎn)，但是當(dāng)成像接收器112在殼體110內(nèi)繞一軸線旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)時，接收器殼體110保持就位，該軸線通常穿過接收器的圖像平面，與軸102的中心軸線平行，并且平分成像接收器112。接收器112的旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)通常轉(zhuǎn)過比X射線管108的旋轉(zhuǎn)角度小的角度，該角度計算成使得接收器112的成像平面的法線可以繼續(xù)指向發(fā)出成像X射線束的X射線管108中的焦點或靠近該焦點，并且使得該束繼續(xù)照亮接收器112的所有或大部分成像表面。在層析攝像模式操作的一個實例中，X射線管108轉(zhuǎn)過大約±15°的弧，而成像接收器繞將成像接收器的成像表面平分的水平軸線旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)過大約±5°。在這個運動期間，以旋轉(zhuǎn)角度的規(guī)則增量取得多個投影圖像Tp，例如20或21個圖像。X射線源108旋轉(zhuǎn)的±15°弧的中心角度可以是0°角度(即圖5和6中所示的X射線源108的位置)或某個其它的角度(例如通常用于常規(guī)乳腺攝像中MLO成像的X射線源位置的角度)。在層析攝像模式中，胸部可以固定在單元104中，但是作為另外一種選擇，下部板104b可以被移除，以使得胸部以與胸部固定在以商品名Selenia提供的所述系統(tǒng)中類似的方式支撐在接收器殼體110的上表面和上部板104a之間。在層析攝像模式中，在操作者的控制下，可以使用比在CT模式中大的胸部壓縮的程度。當(dāng)胸部由接收器殼體110的上表面支撐時，可以使用同樣的凹陷板104a和104b，或者大致平的板可以被取代，或者可以使用單個壓迫槳狀物，如以商品名Selenia提供的所述系統(tǒng)中所用的。
當(dāng)以層析攝像模式操作時，圖5和6的系統(tǒng)提供該模式的多種選擇，以供操作者選擇，例如窄角度模式和寬角度模式。在窄角度層析攝像模式中，X射線源108繞單元104和固定在其中的患者胸部旋轉(zhuǎn)過例如±15°的角度，而在寬角度層析攝像模式中，X射線管108旋轉(zhuǎn)過例如大約±15°到±60°范圍內(nèi)的角度。寬角度模式可以涉及取得與窄角度模式相同數(shù)量的投影圖像Tp，或者取得更多數(shù)量的投影圖像Tp。作為非限制性實例，如果當(dāng)X射線源108移過其繞胸部的弧時窄角度模式涉及取得全部或者20或21個層析攝像投影圖像Tp，那么寬角度模式可以涉及通常以規(guī)則角度增量取得同樣數(shù)量的圖像Tp或更多數(shù)量的，例如40或60個或者某個其它數(shù)量的圖像Tp。X射線源108的旋轉(zhuǎn)角度的實例是非限制性的。重要的是提供層析攝像操作的多種模式，其中一種模式涉及X射線源繞胸部旋轉(zhuǎn)過比另一種層析攝像模式大的角度。圖7示出了接收器殼體110內(nèi)的成像接收器112。接收器112可以相對于殼體110處于固定位置，其中成像表面平行于殼體110的上表面,或者其可以如上所述相對于殼體110旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)。圖7示出了處于其旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)的一個極端處的接收器112。另一個極端為其左側(cè)(如圖7所示)一直向上靠著或靠近殼體110的上壁，并且其右側(cè)一直向下。此夕卜，圖7示出了防散射格柵116，其能夠移出X射線成像束，移到圖7所示的位置，或者其能夠在由操作者或操作X射線成像系統(tǒng)的計算機(jī)提供的指令下通過格柵馬達(dá)控制器118向前移動，使得其與接收器112的成像表面重疊。通常，當(dāng)接收器112在X射線研究期間在殼體110內(nèi)旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)時格柵116處于成像束之外，并且當(dāng)接收器112在胸部暴露于X射線期間在殼體110中保持在固定位置時格柵116處于成像束之中。為了用于上述各個模式，成像接收器112可以是二維的、基于硒的平板數(shù)字檢測器，其可得自共同受讓人且當(dāng)前用于以商品名Selenia提供的所述系統(tǒng)。為了適應(yīng)特定成像接收器的刷新率，可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)在CT模式和層析攝像模式中取得接續(xù)投影圖像的時刻。如果期望的話，可以使用能夠以較快速率取得接續(xù)投影圖像的成像接收器。作為另一種替代形式，通過在一次或多次掃掠中相對于胸部掃描接收器以覆蓋整個胸部，可以使用不能夠在同一時刻對整個胸部成像的成像接收器。
在層析攝像模式，不同的患者防護(hù)物可以用來保護(hù)患者，和/或可以使用用于管108的不同的軌跡，例如共同轉(zhuǎn)讓的美國專利7，245，694中所公開的，該美國專利以引用方式并入本文中。這樣的患者防護(hù)物在圖6中示意性地示出為項120。當(dāng)以乳腺攝像模式M操作時，圖5和6的系統(tǒng)將成像接收器112保持在殼體110內(nèi)，相對于X射線源108和固定在單元104中的胸部兩者保持固定。為了取得CC乳腺攝像Mp,該源可以處于圖5和6所示的位置。為了取得MLO乳腺攝像Mp，從單元104釋放患者胸部，吊架106作為一單元繞軸102的中心軸線與單元104 —起旋轉(zhuǎn)，并且以與常規(guī)乳腺攝像中所用的方式類似的方式且利用以商品名Selenia提供的所述系統(tǒng)將患者胸部再次固定在單元104中?；蛘?，當(dāng)處于系統(tǒng)的層析攝像模式時，下部板104b可以被移除，并且胸部可以固定在接收器殼體110的上表面和上部板104a之間。通常，用于取得乳腺攝像Mp的本專利的X射線劑量顯著高于用于取得層析攝像投影圖像Tp中任一個的劑量。例如，用于一個乳腺攝像Mp的劑量與X射線源108在其整個弧中的一次掃掠所取得的所有圖像Tp所用的總劑量相同或相當(dāng)。當(dāng)處于層析攝像模式時，可以使用同樣的凹陷板104a和104b，或者可以將大致平的板替換為以商品名Selenia提供的所述系統(tǒng)中使用的類型，并且殼體110的上表面可以取代下部板104b。在某些或全部模式中，固定在單元104中的胸部的冠狀橫截面可以是大致橢圓的，如圖8中的胸部122所示，使得固定的或壓縮的胸部122的寬度顯著大于其厚度。在這種情況下，如圖8所示，穿過胸部122的沿著線A的路徑長度“a”比成像束中的x射線沿著線B的路徑長度“b”短。為了適應(yīng)這種狀態(tài)，可能期望的是利用成像束相對于胸部的角度改變X射線的光譜。例如，較軟的X射線可以用于路徑“a”而不是用于路徑“b”，以便改善X射線圖像。為此，當(dāng)以CT模式或?qū)游鰯z像模式使用時或者用于固定到顯著寬于該厚度的橫截面的胸部122時，系統(tǒng)可以例如通過改變驅(qū)動X射線管108的電壓(kV)在計算機(jī)控制下操作，以相應(yīng)地改變X射線束硬度。對于健康專業(yè)人員而言可能重要的是，同時觀察以不同X射線形式取得的患者胸部的圖像。本專利說明書中公開的系統(tǒng)提供了這樣的機(jī)會，原因是其能夠生成CT圖像CTr、層析攝像圖像Tp和Tr、以及乳腺攝像M。如圖9所示，利用包括如上所述操作的X射線源108和成像接收器112的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)124獲得的X射線測量結(jié)果被提供到控制臺126，該控制臺包括圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成將X射線測量結(jié)果(其可以為投影圖像CTp、Tp和Mp的形式)計算機(jī)處理為用于相應(yīng)顯示圖像CTrd、Trd和Md的圖像數(shù)據(jù)以用于查看，并且用于控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)124如上所述地進(jìn)行操作。為了清楚和簡明起見，沒有示出常規(guī)的元件，例如電源、操作者控制器和安全裝置。對于層析攝像圖像和乳腺攝像，控制臺126的操作可以與以商品名Selenia提供的所述系統(tǒng)中使用的類似或相同，或者與以上所述的參考中所討論的相似或相同。對于CTr圖像，計算機(jī)處理可以如所述美國專利N0.6，987，831中所述地進(jìn)行操作。對于乳腺攝像，該處理可以和以商品名Selenia提供的所述系統(tǒng)中一樣。從控制臺126中的處理所獲得的圖像可以提供到工作站128，該工作站可以是由共同受讓人以商品名SecurView提供的工作站,和/或可以提供到顯示單元130,該顯示單元包括一個或多個計算機(jī)顯示屏幕，以同時顯示兩個或更多個胸部圖像。例如，顯示單元130可以同時顯示CTrd圖像以及Tpd圖像和/或Trd圖像，和/或Mpd圖 像。這些類型的圖像中的任一種可以示出為單個圖像、示出為兩個或更多個圖像，或者以影院模式示出。例如，可以以影院模式示出Trd圖像，從一個胸部切片圖像變化到另一個切片圖像。同時顯示的圖像可以共同對齊，使得同時顯示的圖像的一個圖像中解剖特征的選擇自動地識別同時顯示的圖像的至少另一個圖像中匹配的解剖特征。如果期望利用與單元104不同的裝置固定和定位用于成像的胸部，那么數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)124可以相反包括例如杯形或漏斗形胸部接收器104’(圖10)的裝置，胸部和可能的周圍組織可以通過例如真空或附著的手段被拉到該裝置中，并且這樣的裝置可以由圖9所示的控制器125控制。在來自X射線源108的成像束中，杯或漏斗將取代單元 104。圖10示出了另一個實施例，其中支柱1000從豎直方向繞樞轉(zhuǎn)支撐件1002的樞轉(zhuǎn)軸線1001樞轉(zhuǎn)過例如如圖所示的10°角度，使得患者能夠靠著防護(hù)物1004向前傾斜。旋轉(zhuǎn)C臂1006可以承載X射線成像接收器殼體110和發(fā)射X射線束109的x射線源108，并且能夠沿支柱1000上下移動，以匹配不同高度的患者，和以上所述的實施例中一樣。防護(hù)物1004在X射線源108繞胸部壓縮單元104旋轉(zhuǎn)時防護(hù)患者免于x射線源108，并且防護(hù)患者免于X射線成像接收器殼體110的任何旋轉(zhuǎn)。防護(hù)物1004還用來穩(wěn)定靠著其傾斜的患者，并且可以包括柄部，患者可以握住該柄部以進(jìn)一步方便患者舒適性和穩(wěn)定性。防護(hù)物1004可以圍繞源108和殼體110的旋轉(zhuǎn)軌跡，并且可以包括前部部分1004b，該前部部分具有用于患者胸部的開口，該開口可以足夠大以允許健康專業(yè)人員能夠進(jìn)入來在胸部被壓縮時調(diào)節(jié)胸部。防護(hù)物1004還可以包括在殼體110和胸部壓縮單元104的一部分之間的胸部平臺，患者胸部可以靠著該胸部平臺上并且被胸部另一側(cè)上的槳狀物壓縮，尤其是對于CT操作模式而言，但是同樣也可能是在其它模式中。胸部平臺可以是平的，或者其可以成形為胸部的輪廓(例如該平臺可以是凹型的)，并且能夠以從一個患者到另一個患者變化的不同尺寸制成?？蛇x的防護(hù)物1004可以來代替或輔助防護(hù)物1004。防護(hù)物1004a圍繞壓縮單元104 (104，)，并且優(yōu)選地包括也保護(hù)患者免于吊架1006運動的部分1004b。部分1004b的某些或全部可以是可移除的，尤其是對于取得乳腺攝像Μ。圖11示出了另一個實例，其在其它方面與圖10類似，但是具有不同地成形的患者防護(hù)物1004d，其可以被支撐在軸102上，并且可以包括前部部分1004b’，該前部部分與圖10中的部分1004b在位置和 功能上類似，但是形狀上稍稍有所不同。和防護(hù)物1004 —樣，防護(hù)物1004d可以包括平的或成形的胸部平臺，并且該胸部平臺可以為不同的尺寸且可以包括患者柄部。除了防護(hù)物1004d之外或者代替防護(hù)物1004d的是，可以使用可選的防護(hù)物1004e，該防護(hù)物1004e具有與防護(hù)物1004a不同的形狀，但是起到相似的作用。對于患者的下部身體相對于X射線系統(tǒng)的防護(hù)物1004的定位，圖12的實例允許較大的自由度。以上示出了特定實例和實施例，在不脫離本公開的精神的情況下，在這些實例和實施例上可以引入許多變化。例如，在本公開的范圍內(nèi)，上述不同圖示的實施例的元件和/或特征可以彼此組合和/或彼此代替。從而，本專利說明書描述了一種用于對豎立患者的胸部成像的多模式X射線系統(tǒng)，其包括:胸部固定單元，該胸部固定單元被構(gòu)造成固定豎立患者的胸部；在固定在所述單元中的患者胸部的一側(cè)上的X射線源和在胸部的另一側(cè)上的X射線成像接收器，所述源選擇性地發(fā)出X射線成像束，所述接收器接收所述成像束，并且所述源和接收器安裝成用于選擇性地繞胸部運動；X射線數(shù)據(jù)采集單元，該X射線數(shù)據(jù)采集單元與所述源和接收器聯(lián)接，并且被構(gòu)造成選擇性地以CT模式操作所述系統(tǒng)，在該CT模式中，源和接收器繞豎立患者的固定的胸部運動過至少180°的CT角度，并且接收器生成圖像數(shù)據(jù)，以用于在所述CT角度內(nèi)不同角度處取得的胸部的多個投影圖像CTp ;圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于所述圖像CTp的所述圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，由此生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的圖像CTr，并且基于此產(chǎn)生顯示切片圖像CTrd ;以及顯示單元,該顯示單元接收和選擇性地顯示所述顯示圖像CTrd,以用于查看。X射線數(shù)據(jù)采集單元還可以被構(gòu)造成選擇性地以層析攝像模式T而不是以CT模式來操作該系統(tǒng)，在該模式T中，源使角度位置相對于胸部橫過小于180°的層析攝像角度T，并且接收器生成在所述角度T內(nèi)的源的不同角度位置處取得的胸部的層析攝像投影圖像Tp ;圖像處理單元還可以被構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于圖像Tp的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，由此生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的圖像Tr，并且基于用于圖像Tp的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯示切片圖像Trd和顯示投影圖像Tpd ;顯示單元還可以被構(gòu)造成選擇性地顯示所述顯示圖像TpcUTrd和CTrd ;并且數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇CT模式或?qū)游鰯z像模式進(jìn)行操作。層析攝像模式可以包括窄角度層析攝像模式Tn和寬角度層析攝像模式Tw，其中:X射線數(shù)據(jù)采集單元還被構(gòu)造成選擇性地以下列模式操作:(i)以模式T，通過至少使得源使角度位置相對于胸部橫過較窄角度并且使得接收器生成在窄角度內(nèi)的不同角度位置處取得的胸部的層析攝像投影圖像Τρη，和(ii)以模式Tw，通過至少使得源使角度位置相對于胸部橫過比窄角度寬的較寬角度并且使得接收器生成在角度Tw內(nèi)的源的不同角度位置處取得的胸部的層析攝像投影圖像Tpw ;圖像處理單元還被構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于圖像Tpn和Tpw的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，由此生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的圖像Tr，并且基于用于投影圖像Tpn和/或Tpw的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯示切片圖像Trd和顯示投影圖像Tpnd和/或Tpwd ;顯示單元還被構(gòu)造成選擇性地顯示該顯示圖像Tpnd、Tpwd、Trd和CTrd ;并且數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成在CT、Tn和Tw模式之間選擇操作模式。X射線數(shù)據(jù)采集單元還可以被構(gòu)造成選擇性地以乳腺攝像模式M而不是以CT模式或?qū)游鰯z像模式T來操作該系統(tǒng)，從而生成用于每個都以比單個圖像Tp高的患者X射線劑量獲得的一個或多個投影乳腺攝像Mp的M圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元還可以被構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于一個或多個圖像Mp的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，由此生成一個或多個顯示乳腺攝像圖像Mpd ;顯示單元還可以被構(gòu)造成選擇性地顯示該顯示圖像Tpd、Trd、CTrd和Mpd ;并且數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇CT、T或M操作模式。數(shù)據(jù)采集單元可以被構(gòu)造成至少在CT和T操作模式之一中利用源相對于胸部的運動改變X射線的成像束的硬度。胸部固定單元可以包括面向彼此的上部板和下部板，其中板的面向部分是凹的，在該凹的位置處接合胸部以用于固定胸部。顯示單元可以被構(gòu)造成同時顯示共同對齊的圖像CTrd中的至少一個以及圖像Tpd和Trd中的至少一個，使得同時顯示的圖像的一個圖像中解剖特征的選擇自動地識別同時顯示的圖像的至少另一個圖像中匹配的解剖特征。數(shù)據(jù)采集單元包括防護(hù)物，在各個所述操作模式中，該防護(hù)物將患者與移動的源和X射線接收器分隔開，同時允許胸部在平臺和槳狀物之間保持固定。在另一個優(yōu)選的實施例中，一種利用X射線對患者的壓縮胸部成像的X射線系統(tǒng)包括:胸部固定單元，該胸部固定單元被構(gòu)造成壓縮患者胸部；在固定單元一側(cè)上的X射線源和在另一側(cè)上的X射線成像接收器，它們被安裝成用于繞在所述單元中被壓縮的胸部運動；x射線數(shù)據(jù)采集單元，該X射線數(shù)據(jù)采集單元與所述源和接收器聯(lián)接，并且被構(gòu)造成選擇性地以CT模式操作該系統(tǒng)，在該CT模式中，源和接收器繞胸部運動過至少180°的角度，并且X射線接收器生成用于胸部的多個投影圖像CTp的圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于圖像CTp的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些并且計算機(jī)處理接收到的數(shù)據(jù)，以生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的CT圖像CTr，并且基于此產(chǎn)生顯示切片圖像CTrd ;以及顯示單元，該顯示單元接收和選擇性地顯示該顯示圖像CTrd,以用于查看。固定單元可以被構(gòu)造成壓縮豎立患者的胸部。

壓縮的胸部的沿第一方向的尺寸可以顯著小于沿第二方向的尺寸，該第二方向與第一方向成橫向，并且數(shù)據(jù)采集單元可以被構(gòu)造成利用源相對于胸部的運動改變X射線的成像束的硬度，從而當(dāng)X射線距第二方向比距第一方向更近時X射線束更硬。
X射線源可以包括X射線管，并且數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以被構(gòu)造成通過驅(qū)動X射線管的電源的選擇的特性來改變成像束的硬度。選擇的特性可以是驅(qū)動X射線管的電源的電壓(kV)。在另一個優(yōu)選的實施例中，公開的發(fā)明可以是一種用于對患者胸部成像的X射線系統(tǒng)，其包括:彼此面向的上部板和下部板，該上部板和下部板被構(gòu)造成固定患者胸部；所述板中的每一個都具有凹的胸部接合表面，在凹的位置處接合壓縮的胸部；在所述板的一側(cè)上的X射線源和在另一側(cè)上的X射線成像接收器，其中至少所述源被安裝成用于繞胸部運動；數(shù)據(jù)采集單元，該數(shù)據(jù)采集單元與源和接收器接合，并且被構(gòu)造成使得源選擇性地在源相對于胸部的多個角度中每個角度處生成成像X射線束，并且使得接收器生成用于胸部的多個投影X射線圖像的圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理接收到的數(shù)據(jù)中的至少一些，以生成胸部的顯示圖像；以及顯示單元，該顯示單元接收和選擇性地顯示該顯示圖像，以用于查看。在該系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集單元還可以被構(gòu)造成使得X射線束具有的X射線硬度根據(jù)所述束相對于胸部的角度而變化。另一個實施例為用于對患者胸部成像的多模式X射線層析攝像系統(tǒng)，其包括:胸部固定單元，該胸部固定單元被構(gòu)造成固定患者胸部；在固定單元一側(cè)上的X射線源和在另一側(cè)上的X射線成像接收器；至少X射線源被安裝成繞固定的胸部運動；X射線數(shù)據(jù)采集單元，該X射線數(shù)據(jù)采集單元與源和接收器聯(lián)接并且被構(gòu)造成選擇性地以(i)預(yù)設(shè)的窄角度層析攝像模式Tn和(ii)預(yù)設(shè)的寬角度層析攝像模式Tw來操作該系統(tǒng)，其中(a)在Tn模式中，至少源使得角度位置相對于胸部橫過較窄角度Tn，并且接收器生成用于所述角度Tn內(nèi)的胸部的層析攝像突出X射線圖像Tpn的圖像數(shù)據(jù)，并且(b)在Tw模式中，至少源使得角度位置相對于胸部橫過較寬角度Tw，并且接收器生成用于角度Tw內(nèi)的胸部的第二多個層析攝像突出X射線圖像Tpw的圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于圖像Tpn和Tpw的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，以選擇性地生成(i)所述圖像Tpn和Tpw中的至少一些的和(ii)源自用于圖像Tpn和Tpw中的至少一些的圖像數(shù)據(jù)且表示選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的層析攝像圖像Tr的顯示圖像；以及顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)選擇性地顯示各組一個或多個所述顯示圖像，以用于查看；其中數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇Tn或Tw操作模式。另一個實施例為用于對患者胸部成像的多模式X射線系統(tǒng)，其包括:胸部固定單元，該胸部固定單元被構(gòu)造成固定患者胸部；在固定單元一側(cè)上的X射線源和在另一側(cè)上的X射線成像接收器，X射線源和X射線成像接收器被安裝成繞固定的胸部運動；X射線數(shù)據(jù)采集單元，該X射線數(shù)據(jù)采集單元與源和接收器聯(lián)接并且被構(gòu)造成選擇性地以(i)窄角度層析攝像模式Tn、(ii)寬角度層析攝像模式Tw、(iii)計算機(jī)化層析攝像(CT)模式和(iv)乳腺攝像模式M來操作所述系統(tǒng)，其中:(a)在Tn模式中，至少源使得第一多個角度位置相對于胸部橫過較窄角度，并且接收器生成用于胸部的第一多個層析攝像投影X射線圖像Tpn的圖像數(shù)據(jù)，(b)在Tw模式中，至少源使得第二多個角度位置相對于胸部橫過較寬角度，并且接收器生成用于胸部的第二多個層析攝像投影X射線圖像Tpw的圖像數(shù)據(jù)；并且(c)在CT模式中，源和接收器繞胸部的 長度旋轉(zhuǎn)過的角度大于所述寬角度，并且接收器生成用于胸部的第三多個投影圖像CTp的圖像數(shù)據(jù)，其中圖像CTp在數(shù)量上比多個圖像Tpn和Tpw中的每一個中的圖像多，并且(d)在M模式中，源和接收器生成一個或多個胸部投影圖像Mp,對于每個所述圖像Mp所使用的患者X射線劑量大于圖像Tpn和Tpw中任一個所用的劑量；圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成接收所述圖像數(shù)據(jù)中的至少一些并且計算機(jī)處理接收的數(shù)據(jù)，以生成以下圖像中至少一些的顯示圖像:(i)所述投影圖像Tpn和/或Tpw，(ii)源自用于所述投影圖像Tpn和/或Tpw中的至少一些且表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的圖像數(shù)據(jù)的重新構(gòu)建的層析攝像圖像Tr，(iii)表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的CT圖像CTr，和(iv)表示胸部投影圖像的一個或多個乳腺攝像；以及顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)選擇性地顯示各組一個或多個所述顯示圖像，以用于查看。另一個實施例為用于對患者胸部成像的多模式X射線系統(tǒng)，其包括:胸部固定單元，該胸部固定單元被構(gòu)造成固定患者胸部；在固定單元一側(cè)上的X射線源和在另一側(cè)上的X射線成像接收器，X射線源和X射線成像接收器被安裝成繞固定的胸部運動；X射線數(shù)據(jù)采集單元，該X射線數(shù)據(jù)采集單元與源和接收器聯(lián)接并且被構(gòu)造成操作所述系統(tǒng)，以生成用于在至少X射線源相對于胸部的不同角度處取得的投影圖像的圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成接收所述圖像數(shù)據(jù)中的至少一些并且計算機(jī)處理接收的數(shù)據(jù)，以生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的胸部CT切片圖像，并且進(jìn)一步生成以下圖像中的至少一些:(i)層析攝像投影圖像Tp，和(ii)由用于所述圖像Tp的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些重新構(gòu)建的且表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的層析攝像切片圖像Tr ；以及顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)選擇性地顯示所述CT圖像、所述Tp和Tr圖像中的至少一種或多種，以用于查看。另一個實施例為用于對患者胸部成像的X射線系統(tǒng)，其包括:X射線源和X射線成像接收器，X射線源和X射線成像接收器被安裝成繞患者胸部的位置運動，使得成像X射線束在穿過胸部之后撞擊在接收器上；X射線數(shù)據(jù)采集單元，該X射線數(shù)據(jù)采集單元與源和接收器聯(lián)接并且被構(gòu)造成使得至少源相對于胸部運動到不同的角度位置且在每個角度位置處發(fā)出成像X射線束，并且使得接收器生成用于在所述角度位置處取得的投影圖像的圖像數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成使得所述成像X射線束的X射線硬度隨著源從所述角度位置中的一個到另一個的運動而變化；圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成接收所述圖像數(shù)據(jù)中的至少一些并且計算機(jī)處理接收的數(shù)據(jù)，以生成源自所述投影圖像的胸部顯示圖像；以及顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)接收且選擇性地顯示所述顯示圖像，以用于查看。

另一個實施例為采集和顯示以用于同時查看共同對齊的X射線CT圖像和患者胸部的其它X射線圖像的系統(tǒng)，其包括:x射線圖像數(shù)據(jù)源，其描述了(i)表示患者胸部的第一切片的CT切片圖像和(ii)胸部的非CTx射線圖像；圖像處理單元，該圖像處理單元被構(gòu)造成接收所述圖像數(shù)據(jù)中的至少一些并且由此生成(i)胸部切片的顯示CT圖像和(ii)胸部的非CT顯示圖像；以及顯示單元，該顯示單元被構(gòu)造成顯示以用于同時查看所述顯示CT圖像中的至少一個和所述非CT顯示圖像中的至少一個；所述顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成使得所述同時顯示的圖像共同對齊，使得由系統(tǒng)或使用者放置在顯示的圖像中的一個圖像上的解剖特征處的標(biāo)記自動地出現(xiàn)在至少一個另外的同時顯示的圖像的匹配解剖特征處。根據(jù)上述公開的胸部成像的方法的實施例包括:在上部板和下部板之間壓縮豎立患者的胸部；提供在所述板的一側(cè)上的X射線源和在另一側(cè)上的X射線成像接收器；利用來自X射線源的X射線選擇性地以以下模式對患者的壓縮的胸部成像，該X射線在穿過胸部之后在X射線接收器處被接收:(a)窄角度層析攝像模式，生成在X射線源相對于胸部的相應(yīng)不同角度的相對較窄范圍內(nèi)取得的壓縮的胸部的多個層析攝像投影X射線圖像Τρη，(b)寬角度層析攝像模式，生成在X射線源相對于胸部的相應(yīng)不同角度的相對較寬范圍內(nèi)取得的壓縮的胸部的多個層析攝像投影圖像Tpw，(c)計算機(jī)化的層析攝像(CT)模式，生成在X射線源和X射線成像繞胸部在大于所述相對較寬范圍的角度內(nèi)運動時取得的壓縮的胸部的多個CT圖像，和(d)乳腺攝像模式，生成壓縮的胸部的一個或多個投影圖像Mp，每個圖像使用的患者劑量大致相當(dāng)于用于常規(guī)乳腺攝像的劑量；選擇性地使X射線源和X射線成像接收器在大致沿著壓縮的胸部的長度的方向上從用于一個所述模式的位置運動到用于另一個所述模式的位置；在取得所述圖像Tpw和/或所述CT圖像時利用X射線源相對于胸部的角度改變X射線源kV ;選擇性地計算機(jī)處理所述圖像Tpn和Tpw,以產(chǎn)生選擇的所述胸部的切片的重新構(gòu)建的層析攝像圖像Tr ;以及顯示所述Tpn、Tpw、Tr和CT圖像中的一種或多種的選擇的組合，以 用于同時查看。
權(quán)利要求
1.一種用于對豎立患者的胸部成像的X射線系統(tǒng)，其包括: 胸部固定單元，所述胸部固定單元被構(gòu)造成在兩個面向壓縮表面之間固定豎立患者的胸部； 在所述胸部固定單元的一側(cè)上的X射線源和在另一側(cè)上的X射線成像接收器，所述源選擇性地發(fā)出X射線的成像束，所述接收器在所述成像束穿過所述胸部固定單元之后接收所述成像束，并且所述源和接收器被安裝成用于繞所述胸部固定單元選擇性地運動； X射線數(shù)據(jù)采集單元，所述X射線數(shù)據(jù)采集單元與所述源和接收器聯(lián)接，并且被構(gòu)造成選擇性地以CT模式操作所述系統(tǒng)，在所述CT模式中，所述源和接收器繞所述胸部固定單元運動且由此繞固定在所述胸部固定單 元中的豎立患者的胸部運動過至少180°的CT角度，并且所述接收器生成圖像數(shù)據(jù)，以用于在所述CT角度內(nèi)不同角度處取得的胸部的多個投影圖像CTp ； 圖像處理單元，所述圖像處理單元被構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于所述圖像CTp的所述圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，由此生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的圖像CTr，并且基于此產(chǎn)生顯示切片圖像CTrd ;以及 顯示單元，所述顯示單元接收和選擇性地顯示所述顯示圖像CTrd，以用于查看。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中: 所述X射線數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地以層析攝像模式T來操作該系統(tǒng)，在所述層析攝像模式T中，所述源橫過小于180°的層析攝像角度，并且所述接收器生成在所述層析攝像角度內(nèi)的所述源的不同角度位置處取得的胸部的層析攝像投影圖像Tp ； 所述圖像處理單元被進(jìn)一步構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理所述圖像Tp中的至少一些，由此生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的圖像Tr，并且基于所述圖像Tp產(chǎn)生顯示切片圖像Trd和顯示投影圖像Tpd ； 所述顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地顯示所述顯示圖像Tpd、Trd和CTrd ;并且 所述數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇CT和T操作模式中的至少一種，以檢查固定在所述固定單元中的患者胸部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中: 所述X射線數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成在所述模式T中選擇性地以以下模式操作:(i)使得至少所述源使角度位置相對于胸部橫過較窄角度Tn，并且使得所述接收器生成在所述角度Tn內(nèi)的不同角度位置處取得的胸部的層析攝像投影圖像Τρη，和(ii)以較寬角度模式Tw，使得至少所述源使角度位置相對于胸部橫過比所述角度Tn寬的角度Tw，并且使得所述接收器生成在所述角度Tw內(nèi)的所述源的不同角度位置處取得的胸部的層析攝像投影圖像Tpw ； 所述圖像處理單元被進(jìn)一步構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于圖像Tpn和Tpw的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，由此生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的圖像Tr，并且基于用于投影圖像Tpn和/或Tpw的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯示切片圖像Trd和顯示投影圖像Tpnd和/或Tpwd ； 所述顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地顯示所述顯示圖像Tpnd、Tpwd、Trd和CTrd ;以及 所述數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇所述CT、Tn和Tw操作模式中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中: 所述X射線數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地以乳腺攝像模式M操作所述系統(tǒng)，由此生成用于一個或多個投影乳腺攝像Mp的圖像數(shù)據(jù)，每個投影乳腺攝像Mp都以比單個所述圖像Tp高的患者X射線劑量獲得； 所述圖像處理單元被進(jìn)一步構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于所述一個或多個圖像Mp的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，由此生成一個或多個顯示乳腺攝像圖像Mpd ； 所述顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地顯示所述顯示圖像Tpd、Trd、CTrd和Mpd ；以及 所述數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇所述CT、Tn、Tw和M操作模式中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述顯示單元被構(gòu)造成同時顯示共同對齊的圖像CTrd中的至少一個以及圖像Tpd和Trd中的至少一個，使得同時顯示的圖像的一個圖像中解剖特征的選擇自動地識別同時顯示的圖像的至少另一個圖像中匹配的解剖特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成至少在CT和T操作模式之一中利用源相對于胸部的運動改變X射線的成像束的硬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其還包括患者防護(hù)物，所述患者防護(hù)物固定到所述系統(tǒng)，并且在所述系統(tǒng)以所述CT模式和所述T模式操作時在豎立患者和至少所述X射線源的軌跡之間形成屏障。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述胸部固定單元包括面向彼此且具有面向部分的上部板和下部板，所述面向部分是凹的，在該凹的位置處接合胸部以用于固定胸部。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其還包括患者防護(hù)物，所述患者防護(hù)物固定到所述系統(tǒng)，并且在所述系統(tǒng)以所述CT模式和所述T模式操作時在豎立患者和至少所述X射線源的軌跡之間形成屏障。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述顯示單元被構(gòu)造成同時顯示共同對齊的圖像CTrd中的至少一個以及圖像Tpd和Trd中的至少一個，使得同時顯示的圖像的一個圖像中解剖特征的選擇自動地識別同時顯示的圖像的至少另一個圖像中匹配的解剖特征。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成至少在CT和T操作模式之一中利用源相對于胸部的運動改變X射線的成像束的硬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中: 所述X射線數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地以乳腺攝像模式M操作所述系統(tǒng)，由此生成用于豎立患者的胸部的一個或多個投影乳腺攝像Mp的圖像數(shù)據(jù)； 所述圖像處理單元被進(jìn)一步構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理用于所述一個或多個圖像Mp的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些，由此生成一個或多個顯示乳腺攝像圖像Mpd ； 所述顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地顯示所述顯示圖像CTrd和Mpd ；以及 所述數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇所述CT和M操作模式中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中: 所述X射線數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地以層析攝像模式T來操作該系統(tǒng)，在所述層析攝像模式T中，所述源橫過小于180°的層析攝像角度，并且所述接收器生成在所述層析攝像角度內(nèi)的所述源的不同角度位置處取得的胸部的層析攝像投影圖像Tp ；所述圖像處理單元被進(jìn)一步構(gòu)造成接收和計算機(jī)處理所述圖像Tp中的至少一些，由此生成表示具有選擇厚度和取向的胸部切片的重新構(gòu)建的圖像Tr，并且基于所述圖像Tp產(chǎn)生顯示切片圖像Trd和顯示投影圖像Tpd ； 所述顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇性地顯示所述顯示圖像Tpd、Trd和CTrd ;并且所述數(shù)據(jù)采集和顯示單元被進(jìn)一步構(gòu)造成選擇CT和T操作模式中的至少一種，以檢查固定在所述固定單元中的患者胸部。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其還包括患者防護(hù)物，所述患者防護(hù)物固定到所述系統(tǒng)，并且在所述系統(tǒng)以所述CT模式和所述T模式操作時在豎立患者和至少所述X射線源的軌跡之間形成屏障。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述顯示單元被構(gòu)造成同時顯示共同對齊的圖像CTrd中的至少一個以及圖像Tpd和Trd中的至少一個，使得同時顯示的圖像的一個圖像中解剖特征的選擇自動地識別同時顯示的圖像的至少另一個圖像中匹配的解剖特征。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)采集單元被進(jìn)一步構(gòu)造成至少在CT和T操作模式之一中利用源相對于胸部的運動改變X射線的成像束的硬度。
17.一種利用X射線對豎立患者的胸部成像的方法，其包括: 將豎立患者的胸部固定在上部板和下部板之間； 提供在所述板的一側(cè)上的X射線源和在另一側(cè)上的X射線成像接收器； 利用來自所述X射線源的X射線選擇性地以以下模式對患者的固定的胸部成像，所述X射線在穿過胸部之后在所述X射線接收器處被接收: Ca)計算機(jī)化的層析攝像(CT)模式，生成通過使至少所述X射線源繞固定的胸部運動過至少180°的CT角度而取得的胸部的多個二維投影X射線圖像CTp，并且對于所述CT角度的相應(yīng)增量生成所述CTp中的每一個； (b)層析攝像模式T，生成通過使至少所述源運動過顯著小于所述CT角度的層析攝像角度而取得的固定胸部的多個二維層析攝像投影X射線圖像Tp，并且對于所述層析攝像角度的相應(yīng)增量生成所述圖像Tp中的每一個， (c)乳腺攝像模式Μ，生成壓縮的胸部的一個或多個二維投影圖像Μρ，每個二維投影圖像Mp使用的患者劑量大致相當(dāng)于用于常規(guī)乳腺攝像的劑量； 選擇性地由所述圖像CTp重新構(gòu)建切片圖像CTr和由所述圖像Tp重新構(gòu)建切片層析攝像圖像Tr，在每種情況下，對于成像的胸部的相應(yīng)三維切片，所述切片具有相應(yīng)的選擇的厚度和取向； 選擇性地計算機(jī)處理所述圖像CTr、Tp、Tr和M,以產(chǎn)生相應(yīng)的顯示圖像CTrd、Tpd、Trd和Md ;以及 顯示所述CTrd、Tpd、Trd、Md圖像中的一種或多種的選擇的組合，以用于同時查看。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述選擇性地以所述模式T對胸部成像包括: Ca)窄角度層析攝像模式，生成在X射線源相對于胸部的相應(yīng)不同角度的較窄范圍內(nèi)取得的胸部的多個層析攝像投影X射線圖像Tpn ；以及 (b)寬角度層析攝像模式，生成在X射線源相對于胸部的相應(yīng)不同角度的較寬范圍內(nèi)取得的胸部的多個層析攝像投影圖像Tpw ;并且 所述重新構(gòu)建還包括選擇性地將所述圖像Tpn和Tpw重新構(gòu)建為表示具有相應(yīng)厚度和取向的成像的胸部的相應(yīng)三維切片的層析攝像切片圖像Tr。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括: 選擇性地使X射線源和X射線成像接收器在大致沿著固定的胸部的長度的方向上從用于所述模式中的一種模式的位置運動到用于所述模式中的另一種模式的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括: 在所述模式的至少一種模式中，利用X射線源相對于固定的胸部的角度改變來自所述源的撞擊在固定的 胸部上的X射線的硬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及在一種或多種胸部壓縮或固定上利用基本相同的設(shè)備通過X射線以CT模式、窄角度層析攝像模式、寬角度層析攝像模式和乳腺攝像模式中的一種或多種對患者胸部成像的多模式系統(tǒng)和方法。
文檔編號A61B6/04GK103179906SQ201180048220
公開日2013年6月26日 申請日期2011年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月5日
發(fā)明者安德魯·保羅·史密斯, 杰伊·斯泰因, 肯尼斯·德弗雷塔斯, 伊恩·肖, 景臻學(xué), 洛倫·尼克拉松, 任寶瑞, 克里斯托弗·露絲 申請人:霍洛吉克公司