KR102264462B1

KR102264462B1 - 편평화된 유방의 두께 방향을 포함하는 공간 해상도를 향상시키는 x선 유방 영상합성

Info

Publication number: KR102264462B1
Application number: KR1020167009103A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 폴 스미스; 제이 스타인; 케네스 데프레이타스; 이안 쇼
Original assignee: 홀로직, 인크.
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2034-10-09
Also published as: US10792003B2; ES2954561T3; US11478206B2; JP2016532474A; CN105637562A; US20210113168A1; US20170245818A1; EP3964132B1; AU2022203112A1; EP3055837A1; JP6523265B2; EP3055837A4; AU2014331830A1; CA2925907A1; US20160256125A1; AU2024227233A1; AU2020202509B2; CA2925907C; AU2022203112B2; CN105637562B

Abstract

유방이 검사를 위해 편평화되는 방향에서 공간 해상도를 향상시키는 유방 X선 영상합성을 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 공지의 유방 영상합성에 유사한 더 짧은 소스 궤도에 걸쳐 2D 투영 영상합성 화상(ETp1)의 X선 데이터 취득에 추가하여, 보충 2D 화상(ETp2)이 더 긴 소스 궤도에 걸쳐 촬영되고, 2개의 세트의 투영 화상이 유방의 두께 방향에서를 포함하여, 향상된 공간 해상도를 나타내는 유방 슬라이스 화상(ETr)으로 처리된다. 부가의 특징은 직립 환자의 편평화된 유방의 유방 CT, 멀티모드 영상합성, 및 가동 장비로부터 환자의 차폐를 포함한다.

Description

편평화된 유방의 두께 방향을 포함하는 공간 해상도를 향상시키는 X선 유방 영상합성 {X-RAY BREAST TOMOSYNTHESIS ENHANCING SPATIAL RESOLUTION INCLUDING IN THE THICKNESS DIRECTION OF A FLATTENED BREAST}

관련 출원의 참조

본 출원은 2013년 10월 9일 출원된 미국 가출원 제61/888,825호의 이익을 청구하고, 2012년 10월 5일 출원된 미국 출원 제13/253,728호의 일부 계속 출원이며, 2011년 10월 5일 출원된 미국 가출원 제61/390,053호의 이익을 청구한다. 본 출원은 상기 특허 출원들의 내용을 참조로서 합체하고 있다.

분야

본 특허 명세서는 유방의 X선 촬영에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 편평화된 유방(flattened breast)의 두께 방향을 포함하는 3D X선 유방 영상합성(tomosynthesis) 화상의 공간 해상도를 향상시키는 것에 관한 것이다. 부가의 태양은 멀티모드 영상합성, 편평화된 유방의 CT, 및 유방조영술(mammography)을 포함하는 멀티모드 X선 유방 촬영, X선 측정치의 관련 처리, 및 장비의 가동부로부터 환자를 차폐하는 것에 관한 것이다.

유방암은 조기 및 정확한 검출을 위한 필요성을 암시하는 주요 건강 문제로 남아 있다. X선 촬영은 선별검사(screening) 및 진단의 모두를 위한 골드 표준(gold standard)으로서 장기간 사용되어 왔다. 전통적인 X선 양식(modality)은 유방이 압축되어 편평화되고, 일반적으로 유방과 수용체(receptor) 사이에 산란 방지 그리드를 갖고, 투영 X선 화상("Mp")이 유방의 일 측에서 X선 소스를, 다른 측에서 촬영 수용체를 사용하여 촬영되는 유방조영술("M")이었다. 수년 동안 수용체는 X선 필름이었지만, 현재는 디지털 평판 패널 촬영 수용체가 널리 퍼져있다.

X선 유방 영상합성(T)은 상표명 Selenia® Dimensions®을 포함하여, 공동 양수인에 의해 최근 수년에 걸쳐 제공된 시스템의 국내 및 해외에서의 광범위한 수용과 함께, 중요하게 잠식하고 있다. 이 양식에서, 유방은 또한 압축되고 편평화되지만, 적어도 X선 소스는 압축된 유방 주위로 이동하고 화상 수용체는 유방에 대한 촬영 X선 빔의 각각의 각도에서 각각, 복수의 투영 화상("Tp")을 촬영한다. Dimensions® 시스템은 단층촬영(tomography) 모드(T)에서 작동하여, 평판 패널 촬영 X선 수용체가 실질적으로 180° 미만인 궤도에 걸쳐 회전각의 각각의 증분에 대해 각각의 2D 투영 영상합성 화상(Tp)을 촬영하는 동안 환자의 편평화된 유방 주위로 X선 소스를 회전시킨다. 일 예로서, 궤도는 필수적인 것은 아니지만 종래의 유방조영술(M)에서 CC 또는 MLO 위치와 동일할 수 있는 0° 위치에 대해 ±7.5°에 걸쳐 연장한다. 시스템은 최종적인 2D 투영 화상(Tp)[예를 들어, 15개의 화상(Tp)]을, 선택된 두께 및 배향을 갖는 유방의 슬라이스를 각각 표현하는 재구성된 슬라이스 화상("Tr")으로 변환할 수 있는 복셀(voxel) 값의 3D 재구성된 화상으로 처리한다. 공동 양수인에 의해 제공된 영상합성 시스템은 부가적으로 종래의 유방조영술에 동일하거나 유사할 수 있는 유방조영술 화상(Mp)을 생성하기 위해 유방조영술 모드(M)에서 작동하도록 조작자 제어에 응답한다. 게다가, 시스템의 일부는 유방의 재구성된 3D 화상으로부터 또는 화상(Tr)으로부터 유방조영술을 합성한다.

공지의 T 및 M 작동 모드의 예는 미국 특허 제4,496,557호, 제5,051,904호, 제5,359,637호, 제6,289,235호, 제6,375,352호, 제6,645,520호, 제6,647,092호, 제6,882,700호, 제6,970,531호, 제6,940,943호, 제7,123,684호, 제7,356,113호, 제7,656,994호, 제7,773,721호, 제7,831,296호, 및 제7,869,563호; Digital Clinical Reports, Tomosynthesis(GE Brochure 98-5493, 1998년 11월); D G Grant, "Tomosynthesis: a three-dimensional imaging technique", IEEE Trans. Biomed. Engineering, Vol BME-19, #1, (1972년 1월), pp 20- 28; 2004년 11월 15일 출원되고 발명의 명칭이 "유방조영술 및 영상합성 화상의 일치성 기하학적 발생 및 표시(Matching geometry generation and display of mammograms and tomosynthesis images)인 미국 가출원 제60/628,516호; 이탈리아 볼로냐 소재의 아이. 엠. 에스. 인터나지오날 메디코 신티피카(I. M. S. Internazionale Medico Scintifica)에 의한 명칭 Giotto Image 3D 하에서 보고된 시스템, 및 독일/미국의 지멘스 헬스케어(Siemens Healthcare)에 의해 보고된 3D 유방 영상합성 시스템에 설명되어 있다. 필터링된 후방 투영 및 역행렬 처리(matrix inversion processing)를 포함하여, 매트릭스 영상합성 투영물로부터 슬라이스 화상을 재구성하기 위한 다수의 알고리즘이 공지되어 있고, 양자 모두로부터 정보를 조합하기 위한 제안이 수행되어 왔다. 문헌 [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)]을 참조하라.

환자의 흉부의 전신 CT X선 촬영은 또한 유방의 3D 화상을 제공하지만 마찬가지로 흉강에 이온화 방사선을 전달한다. 또한 전신 X선 CT에서, 유방의 공간 해상도는 화상 행렬이 단지 유방만이 아니라 전체 가슴을 포함하기 때문에, 유방조영술 및 영상합성에서 더 낮은 경향이 있다. 환자로의 전체 X선 선량(dose)은 더 높은 경향이 있다. 다른 양식은 또한 MRI, 방사 촬영, 열 촬영 등과 같은 유방 화상을 발생할 수 있지만, 다양한 고유 제한에 기인하여 유방-단독 촬영을 위해 광범위하게 사용되지 않았다. 이들은 양호한 환자 흐름(patient flow), 비교적 저레벨의 환자 불편함 및 시간, 신속한 검사, 및 실제 검사를 위한 그리고 최종 화상의 해석을 위한 환자당 비교적 낮은 비용과 같은, 이러한 시스템이 결여될 수 있는 실용적인 속성의 세트를 요구하는 선별검사를 위해 적합하지 않다. 단지 유방만의 CT X선 촬영이 제안되어 왔고, 높은 공간 해상도 화상을 발생할 수 있지만, 임상 용도가 되어 왔던 것으로 고려되는 장비는 유방이 테이블 개구를 통해 하향으로 돌출하여 거의 수평 촬영 X선 빔에 노출된 상태로, 환자가 엎드린 위치로 놓여 있는 특정 테이블을 필요로 한다. 유방은 관상 평면(coronal plane)에서 편평화되지 않고, 따라서 더 양호한 촬영을 위해 병변을 확장하고 단위 면적당 피부 X선 선량을 감소시키는 것과 같은, 유방조영술 및 영상합성 화상이 누리는 편평화의 이익이 존재하지 않는다. 유방-단독 X선 CT의 예는 미국 특허 제3,973,126호, 제6,748,044호, 및 제6,987,831호, 제7,120,283호, 제7,831,296호, 제7,867,685호에 설명되어 있고 2013년 10월 3일 공개된 미국 출원 공개 제2013/0259193 A1호는 대향하는 압축 패들의 한 쌍 또는 2개의 쌍에 의해 한정된 서있는 환자의 유방의 CT 스캐닝을 제안하고 있다.

본 특허 명세서는 공지의 전신 CT 및 심지어 유방-단독 CT의 비용 및 방사선 선량 증가를 발생하지 않고, 편평화된 유방의 두께 방향에서를 포함하여, 공간 해상도를 증가시키는 X선 유방 영상합성의 진보를 설명한다. 본 특허 명세서가 향상된 영상합성("ET")이라 표기하는 신규한 접근법은 상기 Dimensions® 시스템에 현재 사용된 것과 유사하거나 동일할 수 있는 제1 일련의 투영 화상("ETp1")을 촬영하고, 더 거칠게(coarsely) 그러나 더 긴 소스 궤도에 걸쳐 각도를 이루어 이격될 수 있거나 다른 방식으로 화상(ETp1)과는 상이한 촬영 위치로부터 보충 2D 영상합성 투영 화상("ETp2")을 촬영하고, 유방의 향상된 3D 화상 및 유방 슬라이스의 향상된 Tr 화상을 재구성하는데 있어서 양 화상(ETp1, ETp2)을 사용한다.

화상(ETp1)은 전 또는 후, 및 심지어 인터리빙된(interleaved) 시간 및/또는 공간/각도와 같은, 화상(ETp2)에 대해 임의의 시간에 촬영될 수 있다. 화상(ETp1, ETp2)을 촬영하기 위한 X선 소스 궤도는 중첩하거나 중첩하지 않을 수도 있는 편평화된 유방 주위의 상이한 원호에 걸칠 수 있고, 또는 ETp2 화상을 위한 궤도는 ETp1 화상을 위한 전체 궤도를 에워쌀 수도 있다. 비한정적인 예로서, 화상(ETp1)을 위한 소스 궤도 원호는 ±7.5°일 수 있고, 화상(ETp2)을 위한 소스 궤도 원호는 상당히 클 수 있다. 따라서, 화상(ETp2)을 위한 궤도는 소스 회전 평면에서 최대 180° 더하기 촬영 X선 빔의 각도로 총합하고 이를 포함하는 연속적인 또는 불연속적인 원호일 수 있고, 심지어 최대 및 360°(가능하게는 빔 각도를 더함)를 포함할 수 있다. 가동 구성요소로부터 환자를 차폐하는 것 및 여전히 촬영 공간으로의 유방의 양호한 접근을 허용하는 것은 소스 궤도가 360°보다 상당히 작으면 더 관리 가능한 과제일 수 있다. 화상(ETp1)을 위한 환자 X선 선량은 현재 이용 가능한 영상합성에 상당하거나 저하될 수 있어, 화상(ETp2)이 포함될 때 총 선량은 현재 이용 가능한 Dimensions® 시스템에서 Tp 화상에 대한 것보다 실질적으로 동일하거나 단지 약간만 크지만 여전히 전신 CT 및 심지어 유방-단독 CT를 위한 것보다 상당히 작게 된다.

새로운 모드(ET)에 추가하여, 본 특허 명세서는 시스템이 협각 서브모드(Tn) 또는 광각 서브모드(Tw)를 선택적으로 사용하는 T 모드의 변형인 멀티모드 유방 X선 영상합성 방법(Tmm)을 설명한다. 2개의 서브모드는 X선 소스 원호의 각도 범위에서 서로 상이하지만, 마찬가지로 부가의 관점에서 상이할 수도 있다. 2개 초과의 서브모드는 Tmm 모드에 포함될 수 있다. 산란방지 그리드는 하나, 또는 하나 초과, 또는 모든 작동 모드에서 사용될 수 있지만, 몇몇 모드는 이러한 그리드 없이 사용될 수 있다. 그리드는 퇴피 가능하거나 적어도 제거 가능할 수 있어 몇몇 모드가 그리드를 사용할 수 있고 몇몇은 다른 동일한 또는 유사한 장비에 있지 않을 수도 있게 된다.

본 특허 명세서는 또한 직립 환자의 편평화된 유방을 촬영하기 위한 유방-단독 CT 시스템을 설명하고, 또한 멀티모드 유방 X선 시스템 내에 포함될 수 있는 유방조영술 모드(M)를 설명하고 있다.

본 특허 명세서는 또한 양호한 신체적 보호, 촬영 공간으로의 유방의 양호한 접근, 및 편평화 및 촬영을 위해 유방 및 인접 조직을 위치설정하는데 있어서 건강 전문가를 위한 양호한 접근의 과제에 부합하기 위해 신규한 유방 촬영 모드에 고유하게 일치되는 시스템의 가동 요소로부터 환자를 차폐하는 방식을 설명하고 있다.

도 1은 향상된 영상합성 모드(ET), 협각 및 광각 영상합성 모드(Tn, Tw), 직립 환자를 위한 유방-단독(breast-only) CT 모드, 및 유방조영술 모드(M)에서 작동하기 위해 유용한 멀티모드 유방 X선 촬영 시스템의 구성요소의 사시도이다. 도 2는 도 1의 시스템의 측면 입면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에서 보여지는 것과 유사한 시스템용 환자 차폐부를 도시하는 정면 입면도이고, 도 3a는 다른 유사한 입면도이지만, 향상된 영상합성 작동 모드에서 사용을 위한 제1 더 협각 소스 궤도("토모 아크(Tomo arc)") 및 제2 더 광각 소스 궤도("CT 아크")를 도시하고 있다.
도 4는 도 2와 다른 점에서는 동일하지만 환자 차폐부를 도시하고 있는 측면 입면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1 및 도 2와 각각 유사하지만, 영상합성 모드 또는 유방조영술 모드에서 사용된 바와 같은 시스템을 도시하고 있다.
도 7은 수용체 하우징 내부에서 피벗할 수 있는 촬영 수용체를 도시하는 사시도이다.
도 8은 환자의 편평화된 유방을 통한 X선의 상이한 경로 길이의 개략도이다.
도 9는 다수의 촬영 모드 중 임의의 하나에서(또는 단지 단일 모드에서) 작동할 수 있는 통합형 X선 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 10 및 도 11은 시스템 작동 및 환자 편안함을 향상시키는 대안 실시예의 부분을 도시한다.
도 12 내지 도 15는 ET 및 CT를 포함하는 촬영 모드에 특히 적합하지만, T 모드(Tmm) 및 M 모드에 대해 또한 유용한 다른 대안 실시예를 도시한다.

도 1 및 도 2는 환자의 편평화된 유방을 촬영하기 위해 다수의 모드 중 임의의 하나에서 작동 가능한 유방 X선 촬영 시스템의 기본 요소를 도시한다. 본질적으로 동일한 장비가 2개 이상의 모드 중 하나에서 작동할 수 있다. 모드는 (a) 편평화된 유방의 두께 방향에서를 포함하여, 향상된 공간 해상도를 야기하는 향상된 영상합성 모드(ET), (b) 환자가 바로서 있고 유방이 촬영을 위해 편평화되어 있는 유방-단독 CT 모드, (c) 광각 영상합성 모드(Tw) 및/또는 협각 영상합성 모드(Tn)를 포함하는 멀티모드 영상합성(Tmm)을 포함할 수 있는 영상합성 모드(T), 및 (d) 유방조영술 모드(M)를 포함한다. 모드에 따라, 요소는 후술되는 바와 같이 도 1 및 도 2의 구성에 추가되거나 제거될 수도 있다. 모드 선택은 사용자로부터 또는 몇몇 다른 소스로부터의 명령에 응답하거나 또는 시스템을 사용하는 제조업자 또는 시설에 의한 설정에 의한 것일 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 지지 칼럼(100)이 바닥에 고정되고, 칼럼(100) 내에서 가늘고 긴 개구(100a)를 통해 돌출하는 수평 연장 액슬(axle)(102)을 상승 및 하강하기 위한, 그리고 그 중심축 둘레로 액슬(102)을 회전시키기 위한 전동 기구(motorized mechanism)를 수용한다. 액슬(102)은 이어서 액슬(102)과 함께 또는 독립적으로 회전할 수 있는 동축 액슬(102a)을 지지한다. 액슬(102)은 상부 플레이트(104a) 및 하부 플레이트(104b)를 포함하는 유방 고정 유닛(104)을 지지하여, (i) 양 플레이트가 액슬(102, 102a)과 함께 지지부(100)의 기다란 치수를 따라 상하로 이동할 수 있게 되고, (ii) 플레이트들 중 적어도 하나가 다른 하나를 향해 이동할 수 있게 되고, (iii) 유닛(104)이 액슬(102, 102a)의 공통 중심축 둘레로 회전할 수 있게 되고, (iv) 액슬(102a)이 액슬(102)에 대해 수평 방향으로 이동할 수 있어 이에 의해 고정 유닛(104)과 칼럼(100) 사이의 거리를 변화시키게 된다. 몇몇 모드에서, 유방 고정 유닛(104)은 수용체 하우징(110)의 상부면과 상부 플레이트(104a) 사이에서 유방을 압축한다[이 경우에 시스템은 하부 플레이트(104b)를 포함할 필요가 없음]. 게다가, 액슬(102)은 2개의 유형의 전동식 이동, 즉 액슬(102)의 중심축 둘레의 회전, 및 갠트리(106)의 길이를 따른 액슬(102)에 대한 모션을 위해 갠트리(gantry)(106)를 지지한다. 갠트리(106)는 일 단부에서, 일반적으로 도면 부호 108로 지시된 포위된(shrouded) X선 튜브와 같은 X선 소스를, 그리고 다른 단부에서, 촬영 X선 수용체(112)(도 7)를 에워싸는 수용체 하우징(110)을 지지한다.

상이한 모드에서 작동을 위해, 요소는 후술되는 바와 같이, 도 1 및 도 2의 시스템에 추가되거나 제거될 수 있다. 예를 들어, 모드(M)에서 작동을 위해, 단지 상부 압축 플레이트(104)만이 잔류할 필요가 있고, 환자의 유방은 플레이트(104a)(압축 패들로서 기능함)와 수용체 하우징(110)의 상부면(그 하나 또는 모두는 유연성 패드 또는 커버링으로 커버되어 환자 편안함을 보조할 수도 있음) 사이에서 편평화될 수 있다. T 및 Tmm 모드 중 하나에서 작동을 위해, 재차 유방은 상부 플레이트(104a)와 수용체 하우징(110)의 상부면 사이에서 편평화될 수 있는데, 이 상부면은 이 경우에 도 7에 도시된 바와 같이, 편평화된 유방 주위에 소스(108)의 모션과 동기하여 요동하는 촬영 수용체(112)를 포함한다. ET 모드에서, 그리고 대안적으로 T 모드(Tmm 모드를 포함함)에서, 유방은 플레이트(104a, 104b) 사이에서 압축될 수 있고, 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, 소스(108) 및 수용체 하우징(110)은 유닛(104) 주위로 회전할 수 있다. 이 경우에, 수용체(112)는 수용체 하우징(110)에 대해 고정될 수 있다. 모드의 일부 또는 모두에서, 환자 차폐는 후술되는 바와 같이, 시스템의 가동부로부터 환자를 보호하도록 추가될 수 있는데, 이는 ET 및 CT 모드에서 특히 중요할 수 있지만, 차폐는 또한 T(Tmm 모드를 포함함) 모드 및 M 모드에서도 또한 중요할 수 있다.

ET 모드에서, 환자의 유방은 압축 플레이트(104a, 104b) 사이에서 편평화된다. X선 소스(108)는 제1 궤도를 통해 편평화된 유방 둘레로 회전하고, 하우징(110) 내에 포위된 촬영 수용체(112)는 유방 주위로 동일한 또는 유사한 원호를 통해 회전하는 동안 연속적인 영상합성 투영 화상(ETp1)을 촬영한다. 환자의 유방이 적소에 유지되는 상태로, 소스(108)는 제2 궤도를 통해 회전하고, 수용체(112)는 또한 유방 주위로 회전하는 동안 제2 일련의 영상합성 투영 화상(ETp2)을 촬영한다. 예를 들어, 제1 궤도는 수용체 하우징(110)의 상부면에 수직인 라인에 대해 ±7.5°의 원호를 통하고, 반면에 제2 궤도는 총합이 180° 더하기 촬영빔 각도, 예를 들어 총 대략 200°인 원호를 통한다. 대안으로서, 화상(ETp1)은, 수용체 하우징(110)이 공간 내에 고정되지만 수용체(112)가 선택적으로 요동하는 동안 촬영될 수 있고 또는 화상(ETp1)은 소스(108) 및 수용체 하우징이 모두 고정 유닛(104) 둘레에서 회전하는 동안[그리고 수용체(112)는 요동할 필요가 없음] 촬영될 수 있다. 화상(ETp2)은 소스(108) 및 수용체 하우징(110)의 모두가 예를 들어 도 3에 도시된 위치를 포함하는 원호를 통해 회전하는 동안 촬영된다. 2개의 일련의 화상(ETp1, ETp2)은 임의의 순서로 촬영될 수 있다. 제1 및 제2 일련의 화상을 위한 원호는 전술된 것들과는 상이한 각을 에워쌀 수 있고, 전술된 것들과는 상이한 유방 주위의 위치에 분포될 수 있다. 원호의 총 각도는 또한 상이할 수 있다. 그리고, 유방이 편평화되는 방향은 도시된 바와 같은 수직 방향일 필요는 없고, 종래의 유방조영술에서 MLO 촬영을 위해 사용되는 방향을 포함하여, 임의의 다른 원하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 화상(ETp1)을 위한 소스 궤도가 ±7.5°이고 화상(ETp2)을 위한 소스 궤도가 200°이면, 유방의 CC 배향에서, 화상(ETp1)을 위한 궤도는 화상(ETp2)을 위한 궤도의 중심에 있을 수 있고, 정보가 이미 화상(ETp1)으로부터 입수 가능하기 때문에, 2개의 궤도가 중첩하는 위치에서는 어떠한 화상(ETp2)도 촬영되지 않을 것이다.

투영 화상(ETp2)당 환자 X선 선량은 투영 화상(ETp1)당보다 낮을 수 있다. 게다가, 투영 화상(ETp2)을 위한 각도 간격은 투영 화상(ETp1)을 위한 것보다 클 수 있다. 예를 들어, 화상(ETp1)은 편평화된 유방 주위의 소스(108)의 모션의 각각의 1°에 대해 촬영될 수 있고, 반면에 화상(ETp2)은 유방 주위의 소스(108)의 모션의 각각의 2°, 또는 3°, 또는 그 이상의 간격에 대해 촬영될 수 있다.

특히, ET 모드에서, 시스템은 촬영 X선 빔의 각도 배향과 관련하여 X선 경도와 같은 X선 파라미터를 변동한다. 예를 들어, 유방이 CC 방향에서의 촬영을 위한 것과 같이, 수직 방향으로 압축될 때, 시스템은 촬영 X선 빔이 수평일 때 더 경성의 X선을 사용한다. 일반적으로, 다양한 경도는 유방을 통한 X선의 경로 길이에 관련한다. 예를 들어 유방이 편평화되어 수직 방향에서의 그 두께가 6 cm가 되면, 수평 방향에서의 그 폭은 그 3배, 즉 18 cm일 수 있다. 이에 따라, 시스템은 유방을 투과하고 X선 수용체에서 검출되는 방사선의 효율적인 사용을 행하도록 X선 경도를 제어한다. 이를 위해, 시스템은 화상(ETp1, ETp2)이 촬영되는 모든 위치에 대해 광자 카운트(photon count)를 적당히 균일하게 유지하도록 추구할 수도 있는데, 즉 각각의 화상에 대해, 화소값에 기여하는 X선 광자의 최소수가 동일하거나 거의 동일해야 한다. 이러한 것은 다수의 방식으로 성취될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 유방에 관한 튜브의 각도 위치에 따라 X선 튜브의 전압 및 따라서 그가 방출하는 X선의 경도를 제어할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 시스템은 예를 들어, X선 튜브 전류(mAs) 및 촬영 수용체가 화상을 취득하는 시간과 같은 파라미터를 제어함으로써, X선 소스의 각도 위치로 환자로의 X선 선량을 제어할 수 있다. 도 9의 이하의 설명은 이러한 제어에 대한 부가의 상세를 제공한다.

도 3 및 도 4는 ET 모드에 대한 그리고 직립 환자에 대한 유방-단독 CT 모드에 대한 시스템 구성의 예를 도시한다. 도 3은 서로 고정 관계로 소스(108) 및 수용체 하우징(110)을 지지하는 회전 갠트리(106)를 도시한다. 도 4는 도 2와 다른 점에서는 유사하지만, 중앙 개구(114c)를 갖는 환자 차폐부(114)를 부가적으로 도시하고 있는 측면 입면도이다. 차폐부(114)는 도 3에 파선의 원호를 포함하는 원에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 전방 입면도에서 완전히 원형일 수 있다. 이 경우에, 갠트리(106)는 CT 모드에서, 게다가 가능하게는 촬영빔 각도에서 완전한 원을 통해 회전할 수 있다. 대안으로서, 차폐부(114)는 파선 원호의 아래 그리고 차폐부(114)의 실선 사이의 영역으로서 도 3에 도시된 부채꼴 또는 세그먼트(114a)를 개방 방치할 수 있다. 이 경우에, 갠트리(106)는 200°의 각도와 같은, 360° 미만인 각도를 통해서만 회전할 수 있지만, 환자는 더 편안한 신체 자세를 위해, 차폐부(114)의 V형 절결부(114b) 내에 그녀의 머리 및 가능하게는 팔 및 어깨를 위한 공간을 가질 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 갠트리(106)는 V형 절결부(114b)의 외부에 있는 차폐부(114)의 부분 내에서만 회전할 수 있다. 갠트리(106) 및 튜브(108) 및 수용체 하우징(110)의 가능한 위치들 중 하나가 도 3에 실선으로 도시되어 있다. 다른 가능한 위치는 파선으로 도시되어 있고, X선 소스(108') 및 수용체 하우징(110')을 지지하는 갠트리(106')로서 지시되어 있다. 상부에 절결부(114a)를 갖는 것에 대한 대안으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 절결부는 차폐부(114)의 저부에 있을 수 있다. 이 경우에, 지지부(100)에 더 근접한 환자의 다리를 위한 공간이 존재할 것이고, 소스(108)의 원호는 유방의 전형적인 CC 및 MLO 배향에서와 같이, 소스가 상부로부터 환자의 유방을 조사하게 위치되는 것을 포함할 수 있다. 이는 갠트리 중심선이 도 10 및 도 11에 관하여 후술되는 바와 같이, 환자로부터 이격하여 경사질 때 특히 바람직할 수 있다. 더 상세히 후술되는 도 12 내지 도 14는 환자의 유방 뿐만 아니라 환자의 팔이 촬영 필드에 위치되어, 이에 의해 겨드랑이를 촬영하는 것을 용이하게 할 수 있는 ET 및 CT 모드를 위한 대안적인 구성을 도시하고 있다. T(Tmm을 포함함) 및 CT 모드에서 유방 상의 압축력은, 유방조영술 전용 시스템에 또는 공동 양수인에 의해 현재 제공되는 Selenia® Dimensions® 시스템에서 유방조영술 모드(M)를 위해 현재 사용되는 압축력보다 낮을 수 있고, 심지어 상당히 낮을 수 있다.

도 3a는 시스템이 ET 모드에서 작동하고 유방이 CC 배향에 있을 때 ETp1 및 ETp2 화상의 취득을 위한 소스(108)의 원호의 가능한 조합을 도시하고 있다. 이 비한정적인 예에서, 시스템은 소스(108)가 유방 주위로 약 15° 연장할 수 있는 "토모 아크"라 표기된 원호를 횡단하는 동안 ETp1 화상을 취득하고, 소스(108)가 "CT 아크"라 표기된 약 200°의 원호를 횡단하는 동안 화상(ETp2)을 취득한다. 화상(ETp1)은 비교적 낮은 kV에서(20 내지 40 kV의 범위에서와 같은 연성 X선) 그러나 비교적 높은 선량에서 취득될 수 있고, 반면에 화상(ETp2)은 비교적 높은 kV(50 내지 80 kV와 같은)에서 그러나 낮은 선량으로 취득될 수 있다. 2개의 원호가 중첩하는 경우에, 단지 ETp1 화상이 취득될 수 있고, 또는 ETp1 및 ETp2 화상이 취득될 수 있다. 유방은 관상 섹션에서 난형 형상(oval shape)으로 개략적으로 도시되어 있지만, 본 특허 명세서의 시스템에 사용된 유방의 편평화된(비원통형) 형상이 고정 유닛(104)의 유방 지지부 및 압축면을 적절하게 성형함으로써 규정될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 4는 환자 차폐부(114)의 가능한 형상을 측면 입면도로 도시하고 있다. 차폐부(114)는 칼럼(100)으로부터 이격하는 방향에서 중앙 개구(114c)로부터 이격하여 팽윤하여, 차폐부(114)가 회전 구성요소로, 즉 갠트리(106) 및 X선 소스(108) 및 수용체 하우징(110)으로부터 환자의 신체를 분리하는 동안 환자의 유방이 유닛(104) 내에 도달하여 고정되게 한다. 개구(114c)는 더 대형으로 제조될 수 있고, 유방이 편평화됨에 따라 환자의 유방으로 X선 기술자에 의한 접근을 용이하게 하도록 도 3 및 도 4(실제 축적대로 도시되어 있지 않음)의 도시화는 상이하게 성형될 수 있다. 차폐부(114)의 부분은 접근을 더 용이하게 하기 위해 제거 가능하거나 힌지 연결될 수 있다. 예를 들어, 파선(114d, 114e) 위의 차폐부(114)의 부분들 중 하나 또는 모두는 제거 가능하거나 힌지 연결될 수 있어 기술자가 환자의 유방을 위치설정하고 고정하는 동안 이들 부분이 방해되지 않게 이동하고 ET 또는 CT 모드에서의 스캐닝이 시작하기 전에 환자를 보호하도록 복귀하게 될 수 있다. 환자 차폐부(114)는 칼럼(100) 및/또는 바닥 상에 장착될 수 있다. 도 4의 예에서, 회전 갠트리(106)는, 환자에 근접하거나 또는 환자로부터 더 멀리 이격하도록, 즉 도 4에에 도시된 위치 및 도 6에 도시된 위치의 하나로부터 다른 하나로, 좌측으로 또는 우측으로 이동될 수 있다. 따라서, 도 4의 예를 사용하는 유방의 ET 또는 CT 촬영에 대해, 회전 갠트리(106)는 칼럼(100)으로부터 이격하여 도 6에 도시된 칼럼(100)에 대한 위치로 이격되고, 수용체 하우징(110)이 절결부(114b) 외부에 있는 동안에만 환자의 유방을 실제로 촬영한다. 따라서, 환자는 촬영되고 있는 더 많은 유방 및 가능하게는 주위 조직이 X선 촬영 필드 내로 올 수 있도록 절결부(114b) 내로 부분적으로 전방으로 기댈 수 있다.

영상합성 모드(T)에서, 시스템은 화상(ETp1)이 발생되는 바와 동일한 방식으로 화상을 발생할 수 있다. 협각 서브모드(Tn) 및 광각 서브모드(Tw)는 X선 소스(108)의 궤도의 각도 범위에서 서로 상이하고, 마찬가지로 부가의 방식으로 상이하거나 상이하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 이들 서브모드는 수용체(112)가 소스 궤도를 통해 단일 스윕(sweep) 중에 생성하는 영상합성 투영 화상(Tpn, Tpw)의 수에서 상이할 수도 있다. 통상적으로 그러나 비필수적으로, 화상(Tpw)은 소스(108)의 단일 촬영 스윕 동안 그 화상(Tpn)보다 수가 크다. 소스(108)의 궤도의 범위에서 그리고 가능하게는 다른 관점에서 Tn 및 Tw와는 상이한 부가의 서브모드가 존재할 수 있지만, 여전히 영상합성 모드에 있다.

도 5 내지 도 7은 서브모드(Tn, Tw)를 포함하여, 모드(T), 및 모드(ET)의 몇몇 태양에서 작동을 도시하고 있다. 도 5 및 도 6은, 갠트리(106)가 유방 고정 유닛(104) 및 액슬(102) 및 칼럼(100)에 대해 상이한 위치에 있는 것을 제외하고는, 다른 점에서는 도 1 및 도 2와 각각 동일하다. 특히, X선 소스(108)는 유닛(104) 및 칼럼(100)으로부터 멀리 있고, 수용체 하우징(110)은 유닛(104)에 더 근접한다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 모드(T)(Tmm을 포함함)에서, 환자의 유방은 고정되고, 촬영 중에 적소에 유지되는 플레이트(104a, 104b) 사이에서 편평화된다. 대안적으로, 플레이트(104b)는 제거되고, 유방은 수용체 하우징(110)의 상부면과 플레이트(104a) 사이에서 압축된다. 유방이 플레이트(104a, 104b) 사이에서 압축되는 일 예에서, X선 튜브(108) 및 수용체 하우징(110)은, 필수적인 것은 아니지만 유방조영술에서의 통상의 CC 및 MLO 위치와 동일할 수 있는 0°에 대한 ±15° 또는 ±7.5°와 같은 180° 미만의 각도를 통해 고정된 유방 둘레의 회전을 경험할 수도 있다. 각각의 2차원 투영 화상(Tp)은, X선 소스(108)와 하우징(110) 내부의 촬영 수용체(112)가 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 공동 소유된 미국 특허 제7,123,684호에 예시된 바와 같이, 서로에 대해 고정된 유닛으로서 회전하는 동안 각각의 회전 증분에 대해 촬영된다. 대안적으로, 고정된 유방에 대한 X선 튜브(108) 및 수용체(112)의 모션은 공동 소유된 미국 특허 제7,616,801호에 예시된 바와 같을 수 있다. 이 대안적인 경우에서, X선 튜브는 액슬(102)의 중심축 둘레로 회전하지만, 수용체 하우징(110)은, 촬영 수용체(112)가 수용체의 화상 평면을 통해 통상적으로 통과하고 액슬(102)의 중심축에 평행하고 촬영 수용체(112)를 양분하는 축 둘레에서 하우징(110) 내부에서 피벗하거나 요동하는 동안 적소에 유지된다. 수용체(112)의 피벗 또는 요동은 수용체(112)의 촬영 평면에 대한 법선이 촬영 X선 빔이 방사되는 X선 튜브(108) 내의 초점 스폿에 또는 그에 근접하여 계속 지향할 수 있도록, 그리고 빔이 수용체(112)의 모든 또는 거의 모든 촬영 표면을 계속 조명하도록 계산된 X선 튜브(108)의 회전각보다 작은 각도를 통한다. 모드(T)의 일 예에서, X선 튜브(108)는 약 ±7.5°의 원호를 통해 회전하고, 반면에 촬영 수용체는 그 촬영 표면을 양분하는 수평축 둘레로 약 ±5°를 통해 회전하거나 피벗한다. 이 모션 중에, 균일하거나 균일하지 않을 수 있는 회전각의 증분에서 15개의 화상과 같은 복수의 투영 화상(Tp)이 촬영된다. X선 소스(108)의 궤도의 원호의 중심각은 0° 각도, 즉 도 5 및 도 6에서 보여지는 X선 소스(108)의 위치, 또는 몇몇 다른 각도, 예를 들어 통상의 유방조영술에서 MLO 촬영을 위해 통상적인 X선 소스 위치에 대한 각도일 수 있다. ±15° 및 20 내지 21개의 화상과 같은 Tp 화상의 다른 원호각 및 수가 가능하다.

Tn 및 Tw 서브모드에서 X선 소스(108)의 회전각의 예는 한정적인 것은 아니다. 중요한 점은 하나의 선택이 다른 선택보다 유방 주위에서 더 큰 각도를 통한 X선 소스 회전을 수반하는 모드(Tmm)의 다수의 버전을 제공하는 것이다. 본질적으로, 동일한 장비가 모드(T)의 더 많은 서브모드를 제공하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어 유닛(104) 주위의 각각의 상이한 회전각 또는 다른 모션을 포함하는 소스(108)의 각각의 궤도를 각각 사용하는 3개 이상의 서브모드가 존재할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 시스템은 또한 향상된 영상합성 모드(ET)에서 작동하여 이에 의해 유방의 3D 화상의 공간 해상도를 증가시킬 수 있다. ET 모드에서, X선 소스(108)는 필수적인 것은 아니지만 모드(T)에서 동일할 수 있는 편평화된 유방 주위로 제1 궤도를 따라 이동하지만, 게다가 유방 주위로 제2 궤도를 통해 이동한다. 각각의 궤도 동안, 촬영 수용체(112)는 그 궤도에서 소스의 각각의 위치에 대한 2D 영상합성 투영 화상(Tp)을 발생한다. 도 9와 관련하여 후술되는 바와 같이, 시스템은 화상(ETp1, ETp2)으로부터 정보를 혼합하여 단지 ETp1 화상만을 사용하는 것에 비교하여 특히 편평화된 유방의 두께 방향에서 증가된 공간 해상도를 갖는 유방의 3D 화상을 생성한다. 바람직하게는, 화상(ETp2)을 위한 소스(108)의 원호는 180° 더하기 빔 각도, 즉 화상(ETp1)에 대한 원호 상에 중심설정된 총 약 200°이지만, 화상(ETp1)이 촬영되는 원호 위에 화상(ETp2)을 포함하지 않는다. 더 일반적인 개념으로, 제2 궤도는 제1 궤도에 대한 것과 동일하고, 더 크거나, 또는 더 작은 각도의 원호를 내접할 수 있고, 제1 궤도 전 또는 후에 발생할 수 있고, 또는 제1 및 제2 궤도의 부분이 교번할 수 있다. 예를 들어, 제1 궤도 총 원호가 7.5°이면, 제2 궤도 원호는 30°, 60°, 또는 180°, 또는 7.5°보다 큰 몇몇 다른 각도일 수 있다. 이 경우에, 제2 궤도 내의 소스 위치의 각도 간격은 일반적으로 제1 궤도에서보다 클 수 있고, 제2 궤도 전체에 걸쳐 일정할 필요는 없다. 예를 들어, ETp1 및 ETp2 화상의 수는 제2 궤도의 총 각도가 제1 궤도의 각도의 2배 이상일 때 동일할 수 있다. 대안적으로, 제2 궤도의 각도는 제1 궤도의 각도와 동일하거나 더 작을 수 있지만, 제1 및 제2 궤도는 서로로부터 각도를 이루어 이격된 편평화된 유방 또는 원호 주위에 비일치하는 원호를 내접할 것이다. 후술되는 바와 같이, ET 모드에서, 시스템은 영상합성 화상 재구성 프로세스에서 ETp1 및 ETp2 화상으로부터 기여를 혼합하여 유방의 3D 화상 및 재구성된 슬라이스 화상(Tr)을 발생하고 화상("Trd")을 표시한다.

T 및 Tmm 모드에서와 같이, ET 모드에서, 유방은 유닛(104) 내에서 편평화될 수 있지만, 대안적으로 하부 플레이트(104b)는, 촬영 수용체가 일반적으로 X선 소스의 회전을 따를 수 있기만 하면, 유방이 상표면 Dimensions® 하에서 현재 제공되는 상기 시스템 내에서 고정되는 방식과 유사한 방식으로, 유방이 수용체 하우징(110)의 상부면과 상부 플레이트(104a) 사이에 지지되도록 제거될 수도 있다.

CT 모드에서, 도 1 및 도 2의 시스템은 플레이트(104a, 104b) 사이에 서있는 또는 앉아있는 환자의 유방을 편평화하여 고정하고, 소스(108) 및 수용체 하우징(110)은 통상적으로 360° 더하기 가능하게는 촬영빔 각도이거나 또는 적어도 180° 더하기 촬영빔 각도인 CT 각도에 걸쳐 유방 주위에서 회전하고, 촬영 수용체(112)는 각각의 회전 증분에 대해 2D 투영 화상(CTp)을 생성한다. 화상(CTp)은 유방 슬라이스의 재구성된 화상(CTr)으로서 표현될 수 있는 유방의 3D 화상으로 처리된다.

M 모드에서, 도 1 및 도 2의 시스템은 상부 플레이트(104a)와 수용체 하우징(110)의 상부면 사이에서 환자의 유방을 편평화한다[그리고 하부 플레이트(104b)가 없음]. 소스(108), 수용체 하우징(110)[및 수용체(112)], 및 플레이트(104a)는 유방이 편평화되기 전에 CC 또는 MLO 촬영을 위한 것과 같은 배향으로 유닛으로서 회전할 수 있다. 소스(108) 및 수용체(112)가 정지되어 있고, 유방이 편평화되고 고정된 상태에서, 시스템은 종래의 유방조영상(mammogram)에 유사한 유방조영상을 촬영한다.

오목형 플레이트(104a, 104b)가 사용될 수 있고, 또는 일반적으로 편평한 플레이트가 대체될 수 있고, 또는 단일의 편평한 또는 오목형 압축 패들이 수용체 하우징(110)의 상부면에 의해 지지된 유방을 편평화하는데 사용될 수 있다. 몇몇 또는 모든 모드에서, 유닛(104) 내에 고정된 유방의 관상 단면은 도 8에서 유방(122)에 대해 도시된 바와 같이 대략적으로 타원형이거나, 또는 대부분 타원형이지만 상부 및/또는 저부 상에 편평한 영역을 가질 수 있어, 고정된 또는 압축된 유방(122)의 폭이 그 두께보다 상당히 커지게 된다. 이 경우에, 도 8에 도시된 바와 같이, 유방(122)을 통한 라인 "A"를 따른 경로 길이("a")는 촬영빔 내의 X선을 위한 라인(B)을 따른 경로 길이("b")보다 짧다. 대안은 압축된 유방의 두께를 감소시키기 위해 충분히 가요성/만곡성이면서 또한 환자 편안함을 향상시키기 위해 유방 형상에 다소 항복하는 재료로 제조된 플레이트를 플레이트(104a, 104b) 중 적어도 하나를 위해 사용하는 것을 수반한다.

유방에 대해 촬영 X선 빔의 각도로 X선의 스펙트럼을 변동하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 더 연성 X선이 X선 화상을 향상시키기 위해 도 8의 경로("b")에 대해서보다 경로("a")에 대해 사용될 수 있다. 이를 위해, 시스템은 유방(122)이 두껍기보다는 상당히 더 넓은 단면으로 편평화되어 있는 상태로, CT 모드 또는 T(Tmm을 포함함) 또는 ET 모드에서 사용될 때, 예를 들어 X선 튜브(108)를 구동하는 전압(kV)을 변동함으로써, X선 빔 경도를 이에 따라 변동하도록 컴퓨터 제어 하에서 작동될 수 있다. 구성은 X선 튜브가 발생하는 X선 빔의 고유 경사각 효과(heel effect)를 또한 고려하여, X선이 유방 조직의 최대 길이를 통해 통과하는 위치에서(유방의 CC 배향에서 수평 방향) X선을 가장 경성이 되게 하고 X선이 최소 두께를 통해 통과하는 위치(유방의 CC 배향에서 수직 방향)를 향해 점진적으로 더 연성이 되게 하도록 설정될 수 있다.

도 9는 전술된 모드들 중 하나 이상에서 작동하는 X선 소스(108) 및 촬영 수용체(112)를 포함하는 데이터 취득 시스템(124)의 작동으로부터 발생하는 화상을 처리하여 표시하는 시스템을 도시하고 있다. 이들 화상은 ET 모드에서 투영 화상(ETp1, ETp2), T 모드에서 Tp(및 Tmm 모드에서 Tnp, Twp), CT 모드에서 CTp, 및 M 모드에서 Mp를 각각의 재구성된 슬라이스 화상(ETr, Tr, CTr)을 위한 화상 데이터로 컴퓨터 처리하고, 뷰잉을 위해 화상(ETrd, Trd, CTrd, Md)을 표시하도록 구성된 화상 처리 유닛을 포함하는 콘솔(126)에 제공된다. 게다가, 콘솔(126)은 전술된 바와 같이 작동하도록 데이터 취득 시스템(124)을 제어한다. 명료화 및 간결화를 위해, 전원, 조작자 제어 및 안전 디바이스와 같은 통상의 요소는 도시되어 있지 않다. Tmm 모드에서 화상(Tp) 및 투영 화상(Tnp 및 Twp를 포함함) 및 유방조영상(Mp)에 대해, 콘솔(126)의 작동은 Dimensions® 상표명 하에서 제공된 상기 시스템에 사용된 것, 또는 상기에 인용된 상기 참조문헌들에 설명된 바와 유사하거나 동일할 수 있다. CTr 화상에 대해, 컴퓨터 처리는 상기 미국 특허 제6,987,831호에 설명된 바와 같이 작동할 수 있다. 필수적인 것은 아니지만 바람직하게는 동시에, 그 모두가 동시에 또는 선택적인 순서로 디스플레이 유닛(130) 상에 제시될 수 있는 화상의 조합(CTrd 및 Tpd, 또는 CTrd 및 Tpd 및 Md, 또는 Tpd 및 ETrd, 또는 Tpd 및 ETrd 및 Md, 또는 CTrd 및 ETrd, 또는 CTrd 및 Md 및 ETrd, 또는 CTrd 및 Tpd 및 Trd 및 Md 및 ETrd), 또는 모든 입수 가능한 화상의 몇몇 다른 하위조합과 같은, 유방의 상이한 화상의 조합이 화상 판독자에 제시될 때 화상 해석에 있어서 우수한 결과가 발생하는 것으로 고려된다.

ET 모드에서, 화상 재구성은, 최종적인 재구성된 슬라이스 화상(ETr)이 모드(T)로부터 화상(Tr)에 비교하여 향상된 평면외 공간 해상도를 가질 것이고, 화상(ETr)은 화상(ETp1)으로부터 이들의 더 높은 공간 주파수 성분에 더 큰 기여 및 화상(ETp2)으로부터 이들의 더 낮은 공간 주파수 성분에 더 큰 기여를 수용할 것이라는 일반적인 개념을 수반한다. 이를 위해, ETp1 화상의 영상합성 재구성 처리에 의해 얻어진 2D 투영 화상(ETp1) 및/또는 슬라이스 화상(ETr1)은 공간 도메인에서 또는 주파수 도메인에서 고역 통과 필터로 필터링된다. ETp2 화상의 영상합성 재구성 처리에 의해 얻어진 2D 투영 화상(ETp2) 및/또는 슬라이스 화상(ETr2)은 공간 도메인에서 또는 주파수 도메인에서 저역 통과 필터로 필터링된다. 최종적인 필터링된 화상은 조합된다. 예를 들어, 고역 통과 필터링된 슬라이스 화상(ETr1) 및 저역 통과 필터링된 화상(ETr2)은 각각의 슬라이스 화상(ETr1, ETr2)이 적절한 슬라이스 화상(ETr)에 기여하는 것을 보장하기 위해 재구성/조합 프로세스에서 적절한 기하학적 계산을 사용하여, 재구성된 슬라이스 화상(ETr)으로 조합된다.

상기 설명으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 원리적으로 X선 빔이 압축된 유방의 넓은 치수에 수직이거나 또는 거의 수직일 때 촬영된 투영 화상(ETp1)은 재구성된 슬라이스 화상(ETr)에 주로 더 높은 주파수 성분을 기여하고, 나머지 투영 화상(ETp2)[몇몇 예에서, 화상(ETp1)의 일부 또는 모두를 포함할 수도 있음]은 재구성된 슬라이스 화상(ETr)에 더 낮은 공간 주파수 성분을 기여한다.

CT 모드에서, 화상 처리 유닛(126)은 예를 들어, 공간 도메인에서 또는 푸리에(Fourier) 공간에서 필터링된 슬라이스 화상(CTr)으로 투영 화상(CTp)을 재구성하기 위해 공지의 작동을 수행한다. M 모드에서, 처리 회로(126)는 노이즈를 감소시키거나 콘트라스트를 향상시키기 위한 통상의 작동을 수행할 수 있다. ET, T, 및 CT 모드 중 임의의 하나에서, 처리 유닛(126)은 상이한 두께의 유방 슬라이스를 표현하는 선택된 상이한 배향에서 슬라이스 화상을 발생하기 위한 3D 화상 정보를 사용하는 것과 같은 프로세스, 및 합성 유방조영술 화상을 발생시키기 위한 화상 처리를 또한 수행할 수 있다.

콘솔(126) 내에서 처리로부터 발생하는 3D 화상은 공동 양수인에 의해 상표명 SecurView 하에서 제공되는 워크스테이션과 같은, 워크스테이션(128)에, 그리고/또는 동시에 2개 이상의 유방 화상을 표시하기 위한 하나 이상의 컴퓨터 디스플레이 스크린을 포함하는 디스플레이 유닛(130)에 뷰잉 또는 다른 화상 조작을 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 유닛(130)은 동시에 ETrd 화상을 Tprd 화상 및/또는 Tpd 화상, 및/또는 Mpd 화상과 함께 표시할 수 있다. 이들 유형의 화상 중 임의의 하나는 단일 화상으로서, 2개 이상의 화상으로서, 또는 시네 모드(cine mode)로 표시될 수 있다. 예를 들어, ETrd 또는 Trd 화상은 하나의 유방 슬라이스의 화상으로부터 다른 슬라이스의 화상으로 변화하는 시네 모드에서 표시될 수 있다. 동시에 표시된 화상은 동시에 표시된 화상들 중 하나 내의 해부학적 특징의 선택이 동시에 표시된 화상들 중 적어도 다른 하나 내의 일치하는 해부학적 특징을 자동으로 식별하도록 동시 정합될 수 있다. 유닛(104)과는 상이한 디바이스를 사용하여 촬영을 위해 유방을 고정하고 위치설정하도록 요구되면, 데이터 취득 시스템(124)은 유방 및 가능하게는 주위 조직이 진공 또는 접착제와 같은 수단에 의해 그 내로 잡아당겨질 수 있는 컵형상 또는 깔때기 형상 유방 고정기(104')(도 10)와 같은 디바이스를 대신에 포함할 수 있고, 이러한 디바이스는 도 9에 도시된 제어부(125)에 의해 제어될 수 있다. 컵 또는 깔때기는 X선 소스(108)로부터 촬영빔에서, 유닛(104)을 대신할 것이다. 상이한 X선 양식으로 촬영된 환자의 유방 또는 유방들의 화상을 동시에 뷰잉하는 것이 건강 전문가에게 중요할 수 있다. 본 특허 명세서에 개시된 시스템은 건강 전문가가 동시에 표시된 재구성된 화상 CT 화상(CTrd), 재구성된 영상합성 슬라이스 화상(ETrd, Trd)[모드(Tmm)로부터 Tnrd 및 Twrd를 포함함], 임의의 모드(ET, T)(Tmm을 포함함)에서 얻어진 2D 투영 화상, 및 유방조영상(Md)의 임의의 바람직한 조합을 선택하는 것을 가능하게 함으로써 그 기회를 제공한다.

도 10은 CT 모드, 뿐만 아니라 임의의 모드(ET, T)(Tn 및 Tw와 같은 서브모드에서 작동하는 Tmm 포함), 및 M에서 작동할 수 있는 시스템의 다른 예를 도시하고 있다. 칼럼(1000)은 도시된 바와 같이, 예를 들어 수직으로부터 10° 각도에 걸쳐, 피벗 지지부(1002)의 수평 피벗축(1001) 둘레로 수직으로부터 피벗하고, 따라서 환자는 차폐부(1004)에 대해 전방으로 기댈 수 있다. 회전 C-아암(1006)이 X선 빔(109)을 방사하는 X선 소스(108) 및 X선 촬영 수용체 하우징(110)을 지지하고, 전술된 실시예에서와 같이, 상이한 신장의 환자에 일치하도록 칼럼(1000)을 상하 이동될 수 있다. 차폐부(1004)는 유방 압축 유닛(104) 주위로 회전함에 따라 X선 소스(108)로부터 환자를 차폐하고, 또한 X선 촬영 수용체 하우징(110)의 임의의 회전 이동으로부터 환자를 차폐한다. 차폐부(1004)는 또한 그에 대해 기대고 있는 환자를 안정화하는 역할을 하고, 환자 편안함 및 안정성을 더 용이하게 하도록 환자가 파지하는 핸들을 포함할 수도 있다. 차폐부(1004)는 소스(108)의 회전 궤도 및 하우징(110)을 둘러쌀 수 있고, 환자의 유방을 위한 개구를 갖는 전방부(1004b)를 포함하는데, 이 개구는 건강 전문가가 편평화되고 있을 때 유방을 조정하도록 접근하게 하기에 충분히 클 수 있다. 차폐부(1004)는 환자의 유방이 놓일 수 있고 유방의 다른 측에서 패들에 의해 압축될 수 있는 유방 압축 유닛(104)의 부분과 하우징(110) 사이에 있는 유방 플랫폼을 더 포함할 수도 있다. 유방 플랫폼은 편평할 수 있고, 또는 유방의 윤곽으로 성형될 수 있고(예를 들어, 플랫폼은 오목형일 수 있음), 일 환자로부터 다른 환자로 변경될 수 있는 상이한 크기로 제조될 수 있다. 대안적인 차폐부(1004a)가 차폐부(1004) 대신에 또는 추가하여 사용될 수 있다. 차폐부(1004a)는 압축 유닛(104)(104')을 둘러싸고, 바람직하게는 갠트리(1006)의 모션으로부터 환자를 또한 보호하는 부분(1004b)을 포함한다. 부분(1004b)의 일부 또는 모두는 특히 유방조영상(M)을 촬영하기 위해 제거 가능할 수도 있다.

ETp2 화상을 위한 소스 원호가 360도도 미만인, 예를 들어 원호가 대략 200°인 ET 모드에서 사용을 위해, 차폐부(1004)의 부채꼴은 환자의 하체를 위한 공간을 허용하도록 생략될 수 있다. 예를 들어, 대략 120° 내지 160°의 부채꼴은 도 3에 대해 설명된 것과 유사하지만 차폐부의 저부측에 있는 방식으로 생략될 수 있다.

도 11은 액슬(102) 상에 지지될 수 있고, 도 10의 부분(1004b)과 위치 및 기능이 유사하지만 다소 상이하게 성형되는 전방부(1004b')를 포함할 수 있는 상이하게 성형된 환자 차폐부(1004d)를 갖는 것을 제외하고는 다른 점에서는 도 10의 것과 유사한 다른 예를 도시하고 있다. 차폐부(1004)와 같이, 차폐부(1004d)는 편평하거나 성형된 유방 플랫폼을 포함할 수 있고, 상이한 크기일 수 있고, 환자 핸들을 포함할 수 있다. 차폐부(1004a)와 상이한 형상을 갖지만 유사한 목적을 담당하는 대안적인 차폐부(1004e)가 차폐부(1004d)에 추가하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다. 도 11의 예는 차폐부(1004)보다 X선 시스템에 대해 환자의 하체를 위치설정하기 위한 더 큰 자유도를 허용한다.

도 12 내지 도 15는 전술된 모드들 중 하나 이상에서 X선 유방 촬영을 수행할 수 있지만 ET, T 및 CT 모드에 특히 적합한 시스템의 다른 예를 도시하고 있다.

도 12는 외주부(12a), 중앙 개구(12b), 및 환자의 하체가 끼워질 수 있는 절결부(12c)를 갖는 환자 차폐부(1202)를 정면 입면도로 도시하고 있다. 유방 고정기(104)는 중앙 개구(12b) 내부에 있다. ET 및 CT 모드에서 작동을 위해, 고정기(14)는 개구(12b)의 중심 부근에 있을 수 있다. T, Tmm 및 M 모드에서 작동을 위해, 고정기(104)는 중앙 개구(12)의 주연부를 향해 이동된다. 명료화를 위해, 다른 시스템 구성요소는 도 12 및 도 15로부터 생략되어 있지만, 일부는 도 13에 도시되어 있다.

도 13은 도 12의 시스템을 측면 입면도로 도시하고 있고, 도 12 및 도 15로부터 생략된 시스템 구성요소의 일부를 도시하고 있다. 도 10 및 도 11의 시스템에서와 같이, X선 소스(108) 및 수용체 하우징(110)은 유방 고정기(104) 둘레로 유닛으로서 회전을 위해 지지된다. 고정기(104)는 예를 들어 도 12 및 도 15에 도시된 위치들 사이에서, 중앙 개구(12) 내에서 반경방향 이동을 위해 장착되고, 또한 예를 들어 CC, MLO 또는 몇몇 다른 배향에서 유방을 편평화하도록 그 축 둘레로 회전을 위해 장착될 수 있다. 시스템의 다른 지지 구성요소는 전술된 기능을 담당하고, 대응 도면 부호를 갖는다.

특히, 일 실시예에서, 도 12 내지 도 15의 시스템의 중앙 개구(12b)는 단지 환자의 유방만을 수용하는데 필요한 것보다 훨씬 크다. 이 개구는 환자가 그녀의 팔 및 어깨의 부분을 개구(12b) 내로 삽입하는 것을 허용하여 그녀의 겨드랑이의 적어도 일부가 촬영 체적이 되게 하도록 충분히 큰데, 이는 유방 뿐만 아니라 유방 겨드랑이가 촬영되게 한다. 이는 유방(1402) 및 겨드랑이(1404)의 적어도 일부의 모두가 X선 빔(1406)으로 촬영되고 있는 도 14에 개략적으로 도시되어 있다. 환자의 팔(1410)은 개구(12b) 내로 연장하고, 핸들(1408) 또는 다른 디바이스가 개구(12b) 내에 제공되어 환자가 파지하여 그녀의 팔(1410)이 가동 구성요소의 경로 외에 있도록 할 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 내부 차폐부가 개구(12b) 내에 제공되어 환자의 팔(1410)을 가동 구성요소의 경로 외로 유지할 수 있다.

ET 및 CT 작동 모드에서, 도 12 내지 도 15의 예에서 시스템은 도시된 화살표의 방향에서 유방 고정기(104) 둘레로 소스(108) 및 촬영 수용체 하우징(110)을 회전시키고(도 12에서와 같이 중앙 위치에 있을 때), 전술된 바와 같이 투영 화상(ETp1, ETp2 및 CTp)을 촬영한다. T 및 Tmm 모드에서, 고정기(104)는 도 15에서와 같은 위치에 있고, 촬영 수용체 하우징(110)은 유사하게 회전할 수 있고, 또는 고정될 수 있지만 그 내부 촬영 수용체는 도 7에서와 같이 요동할 수 있다. M 모드에서, X선 소스 및 촬영 수용체는 Mp 화상을 촬영하는 동안 고정된 위치에 있다. 임의의 모드에서, 고정기(104)는 CC 배향으로, 또는 MLO 배향으로 또는 임의의 다른 원하는 배향으로 유방을 위치설정하도록 회전될 수 있다. 도 12 내지 도 15의 예로부터의 투영 화상은 전술된 바와 같이 표시 화상으로 처리될 수 있다.

다수의 실시예가 설명되었지만, 본 특허 명세서에 설명된 신규한 주제는 본 명세서에 설명된 임의의 하나의 실시예 또는 실시예의 조합에 한정되지 않고, 대신에 수많은 대안, 수정 및 등가물을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 수많은 특정 상세가 철저한 이해를 제공하기 위해 이하의 설명에 설명되지만, 몇몇 실시예는 이들 상세의 일부 또는 모두 없이 실시될 수 있다. 더욱이, 명료화를 위해, 관련 기술분야에 공지된 특정 기술적 자료는 본 명세서에 설명된 신규한 주제를 불필요하게 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 상세히 설명되지 않았다. 본 명세서에 설명된 특정 실시예 중 하나 또는 다수의 특징은 특징 또는 다른 설명된 실시예와 조합하여 사용될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 또한, 다양한 도면에서 유사한 도면 부호 및 지시는 유사한 요소를 나타낸다.

상기 설명은 명료화를 위해 몇몇 상세로 설명되었지만, 특정 변경 및 수정이 개시된 원리로부터 벗어나지 않고 이루어질 수도 있다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 특허 명세서가 교시하는 원리로부터 벗어나지 않는 본 명세서에 설명된 프로세스 및 장치의 모두를 구현하는 대안적인 방식이 존재한다. 이에 따라, 본 실시예는 한정적인 것이 아니라 예시적인 것으로서 고려되어야 하고, 본 명세서에 설명된 전체 내용은 첨부된 청구범위의 범주 및 등가물 내에서 수정될 수도 있는 본 명세서에 제공된 상세에 한정되는 것은 아니다.

상기에 식별된 특허 및 다른 공보, 및 특허 출원은 본 명세서에 완전히 설명된 것처럼 본 특허 명세서에 참조로서 합체되어 있다.

상기 자료로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 본 특허 명세서의 신규한 특징은 (a) 직립 환자의 것을 포함하여, 관상으로 편평화된 유방의 CT 촬영, (b) 유방의 CT 촬영을 위한 중앙 위치와 영상합성 또는 유방조영술 촬영을 위한 개구의 주연부를 향한 위치 사이의 개구 내에서 반경방향으로 유방 고정 유닛을 이동하는 것, (c) 최소 압축되거나 전혀 강제로 압축되지 않는 유방의 CT 및 영상합성 촬영, 및 (d) 동일한 촬영 모드에서 그리고 바람직하게는 유방의 동일한 압축 또는 고정에서 얻어진 화상의 높은 공간 해상도 및 낮은 공간 해상도 화상 및 심지어 유방의 상이한 스캔에서 얻어진 화상의 혼합을 포함한다.

특정 태양에서, 본 특허 명세서는 환자의 유방을 편평화하도록 구성된 유방 고정기와, 수용체가, 소스가 고정기 주위의 제1 궤도를 횡단하는 동안 각각의 2차원(2D) 투영 영상합성 X선 화상(ETp1)을, 그리고 소스가 고정기 주위의 더 긴 제2 궤도를 횡단하는 동안 화상(ETp2)을 얻는 향상된 영상합성 모드(ET)에서 유방을 촬영하도록 구성된 X선 소스 및 X선 촬영 수용체와, ETp1 화상이 ETp2 화상보다 더 높은 공간 주파수 성분을 기여하고 선택된 두께 및 배향을 갖는 각각의 유방 슬라이스를 표현하는 재구성된 화상(ETr)을 얻기 위해 화상(ETp1, ETp2)에 영상합성 화상 재구성 처리를 인가하도록 구성된 컴퓨터 구현식 화상 프로세서와, 상기 3D 재구성된 화상에 관련된 화상을 표시하도록 구성된 디스플레이를 포함하는 X선 유방 촬영 시스템을 설명하고 있다.

소스 및 수용체는 또한 (a) 소스가 단지 제1 궤도에서만 이동하고 단지 화상(Tp1)이 얻어져서 유방 슬라이스 화상으로 처리되는 영상합성 모드(T), (b) 수용체가 X선 유방조영상(Mp)을 발생하는 동안 소스 및 수용체가 유방 고정기에 대해 고정된 위치에 잔류하는 유방조영술 모드(M), 및 (c) 수용체가 다수의 CT 투영 화상(CTp)을 발생하는 동안 유방 고정기 주위에서 회전하도록 대안적으로 또는 부가적으로 구성될 수 있다. T 모드는 유방 주위에서 소스의 단일 모션에서, 그리고 시스템이 소스의 비교적 짧은 궤도에 걸쳐 2D 영상합성 투영 화상(Tpn) 또는 유방 주위의 비교적 긴 궤도에 걸쳐 2D 영상합성 투영 화상(Tpw)을 촬영하는 대안의 멀티모드(Tmm)에서 화상(Tp1)을 촬영하는 것을 포함할 수 있다.

수용체는 또한 2D 영상합성 투영 화상을 얻는 동안 유방 고정기 주위로 이동하도록 구성될 수 있다. 환자 차폐부는 이동하는 소스 및 선택적으로 이동하는 수용체를 에워싸도록 구성될 수 있다.

환자 차폐부는 제1 및 제2 궤도를 둘러쌀 수 있고, 유방 고정기가 위치되어 있는 중앙 개구를 포함할 수 있고, 중앙 개구는 환자가 그녀의 팔을 삽입하게 하기 위해 충분히 커서 환자의 유방이 유방 고정기 내에서 편평화될 때 환자의 겨드랑이가 촬영 체적에 진입하게 된다. 유방 고정기는 중앙 위치로부터 중앙 개구의 주연부 부근 및 수용체에 더 근접한 위치로 중앙 개구 내에서 반경방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 소스의 제1 및 제2 궤도를 둘러싸는 환자 차폐부는 소스 궤도 외부의 원호 내에서 환자의 하체를 위한 개구를 가질 수 있다. 제1 궤도는 대략 ±7.5°, 또는 10° 내지 50°의 범위의 원호에 걸칠 수 있고, 제2 궤도는 대략 200°, 또는 50° 내지 250°의 범위의 원호에 걸칠 수 있다. 유방조영상은 통상의 유방조영술 시스템에서와 같이, 소스, 수용체 및 유방 고정부로 촬영될 수 있고, 또는 예를 들어, 3D 영상합성의 최소 강도 또는 최대 강도 투영 또는 유방에 대한 CT 정보에 의해, 유방의 2D 영상합성 화상, 재구성된 슬라이스 화상, 또는 재구성된 CT 화상으로부터 합성될 수 있다. 유방 고정기는 CC 배향 및 MLO 배향 중 하나에서 유방을 편평화하도록 구성될 수 있다.

다른 양태에서, 본 특허 명세서는 다수의 작동 모드를 갖는 X선 유방 촬영 시스템이며, 촬영 체적 내에서 환자의 유방을 편평화하도록 구성된 유방 고정기와, 이하의 시스템 모드, (a) 유방조영술 모드(M), (b) 영상합성 모드(T)[소스 궤도 또는 더 협각 경로(Tn) 또는 더 광각 경로(Tw)에 걸친 멀티모드(Tmm)를 포함함], 및 (c) 향상된 영상합성 모드(ET) 중 임의의 하나에서 선택적으로 작동하도록 구성된 X선 소스 및 X선 촬영 수용체로서, (a) 모드(M)에 있을 때, 시스템은 소스 및 수용체가 고정기에 대해 고정된 위치에 있는 동안 촬영된 유방조영상 화상(Mp)을 생성하고, (b) 모드(T)에 있을 때, 시스템은 고정기 주위의 소스 궤도(T)에서 소스의 각각의 위치로부터 각각 촬영된 복수의 2차원(2D) 투영 화상(Tp)을 생성하고[그리고 모드(Tmm)에서, 더 협각 3D 투영 화상(Tn1) 또는 더 광각 투영 화상(Twp)을 생성함], (c) 모드(ET)에서 작동할 때, 시스템은 유방 고정기 주위의 제1 소스 궤도(ET1)에서 소스의 각각의 위치로부터 촬영된 2D 투영 화상(ETp1) 및 고정기 주위의 제2 소스 궤도(ET2)에서 소스의 각각의 위치로부터 촬영된 2D 투영 화상(ETp2)을 생성하는, X선 소스 및 X선 촬영 수용체와, (a) 모드(M) 작동에 응답하여 화상(Mp)을 디스플레이 유방조영상 화상(Mpd)으로 처리하고, (b) 모드(T) 작동에 응답하여 화상(Tp)(또는 화상 Tnp 또는 Twp)에 제1 영상합성 화상 재구성 처리를 인가하고 이에 의해 재구성된 유방 슬라이스 화상(Tr)을 생성하고, (c) 모드(ET) 작동에 응답하여 화상(ETp1, ETp2)에 제2 영상합성 화상 재구성 처리를 인가하여 재구성된 유방 슬라이스 화상(ETr)을 생성하도록 구성된 컴퓨터 구현식 화상 프로세서로서, 적어도 유방 압축 방향에서 공간 해상도는 화상(Tr)에서보다 화상(ETr)에서 더 큰, 컴퓨터 구현식 화상 프로세서와, 화상(Mpd, Tr, ETr) 중 하나 이상으로부터 유도된 화상을 선택적으로 표시하도록 구성된 디스플레이를 포함하는 X선 유방 촬영 시스템을 설명한다. 시스템은 적어도 제1 및 제2 소스 궤도를 둘러싸는 환자 차폐부를 포함하고, 환자 고정기가 위치되어 있는 중앙 개구를 갖고, 이 중앙 개구는 환자가 그녀의 유방이 유방 고정기 내에 있을 때 그녀의 팔을 삽입하게 하기 위해 충분히 커서 환자의 겨드랑이의 적어도 상당한 부분이 촬영 체적 내에 있게 한다. 유방 고정기는 ET 모드에서 작동을 위해 차폐부 개구의 중앙 위치와 M 모드 및 T(또는 Tmm) 모드 중 적어도 하나에서 작동을 위해 중앙 개구의 주연부에 더 근접한 위치 사이에서 이동하도록 구성될 수 있다. 고정기는 M 및 T 모드의 각각에서 작동을 위해 중앙 개구의 주연부에서 위치로 이동하도록 구성될 수 있다. Tmm 모드에서, 서브모드(Tn)에서 소스 궤도는 서브모드(Tw)에서보다 짧다. 서브모드(Tn)에서 소스 궤도는 10° 내지 20°의 원호에 걸칠 수 있고, 모드(Tw)에서 20° 내지 50°의 원호에 걸칠 수 있다. 산란방지 그리드가 적어도 M 모드 작동시에 유방 고정기와 화상 수용체 사이에 사용될 수 있지만, 선택적으로 (필수적이지는 않지만) 또한 T(및 Tmm) 모드, ET 모드, 및 CT 모드에서 사용될 수 있다. 소스 궤도(ET1)는 대략 15°의 원호에 걸칠 수 있고, 소스 궤도(ET2)는 대략 200°의 원호에 대략 걸칠 수 있다. 제2 영상합성 화상 재구성 처리는 화상(ETp2)으로부터보다 화상(ETp1)으로부터 높은 공간 해상도 성분에 더 큰 기여, 또는 달리 말하면 화상(Tp1)으로부터보다 화상(Tp2)으로부터 낮은 공간 해상도 성분으로의 더 큰 기여를 화상(ETr) 내에 포함하도록 구성될 수 있다.

다른 태양에서, 본 특허 명세서는 환자의 유방을 편평화하도록 구성된 유방 고정기와, 협각 영상합성 서브모드(Tn) 및 광각 영상합성 서브모드(Tw)에서 유방을 선택적으로 촬영하도록 구성된 X선 소스 및 X선 촬영 수용체로서, 서브모드(Tn)에서, 수용체는 소스가 고정기 주위의 더 좁은 원호 궤도를 횡단하는 동안 각각의 2차원(2D) 투영 영상합성 X선 화상(Tnp)을 얻고, 서브모드(Tw)에서, 수용체는 소스가 고정기 주위의 더 넓은 원호 궤도를 횡단하는 동안 각각의 2D 투영 화상(Twp)을 얻는, X선 소스 및 X선 수용체와, Tn 모드에서 투영 화상(Tnp)으로부터 유방 슬라이스 화상(Tnr)을 재구성하기 위해 화상(Tnp)에 영상합성 화상 재구성 처리를 인가하도록, 그리고 Tw 모드에서 화상(Twp)으로부터 유방 슬라이스 화상(Twr)을 재구성하기 위해 화상(Twp)에 영상합성 재구성 처리를 인가하도록 선택적으로 작동하도록 구성된 컴퓨터 구현식 화상 프로세서와, 상기 3D 재구성된 화상에 관련된 화상을 표시하도록 구성된 디스플레이를 포함하는 X선 유방 촬영 시스템을 설명한다. 더 좁은 원호 궤도는 10° 내지 20°일 수 있고, 광각 궤도는 20° 내지 50°일 수 있고, 더 좁은 원호 궤도는 대략 15°일 수 있고, 광각 궤도는 40°이다.

다른 태양에서, 본 특허 명세서는 유방 주위의 소스의 제1 궤도를 따라 분포된 각각의 복수의 제1 X선 소스 위치로부터, 두께 방향에서 편평화된 환자의 유방을 조사함으로써 제1 복수의 2차원(2D) 영상합성 투영 화상(ETp1)을 얻는 단계, 유방 주위의 소스의 제2 더 긴 궤도를 따라 분포된 각각의 복수의 제2 X선 소스 위치로부터 환자의 유방을 조사함으로써 제2 복수의 2차원(2D) 영상합성 투영 화상(ETp2)을 얻는 단계, ETp1 및 ETp2 화상의 모두를 이용하여 영상합성 화상 재구성 프로세스에서 ETp1 및 ETp2 화상을 유방 슬라이스 화상(ETr)으로 컴퓨터 처리하는 단계, 및 상기 ETr 화상으로부터 유도된 화상을 발생하여 표시하는 단계를 포함하는 X선 유방 영상합성 방법을 설명한다. 재구성 프로세스는 화상(ETp2)으로부터보다 화상(ETp1)으로부터 화상(ETr)에 더 높은 공간 해상도 성분을 기여하도록 구성될 수 있다. 제1 궤도는 대략 15°의 원호에 걸칠 수 있고, 소스 궤도(ET2)는 대략 200°의 원호에 걸친다. 제1 궤도는 10° 내지 20°의 원호에 걸칠 수 있고, 제2 궤도는 25° 내지 250°의 원호에 걸칠 수 있다. 방법은 제1 및 제2 궤도의 모두를 따라 소스 모션으로부터 환자를 차폐하는 단계, 및 환자의 유방 및 환자의 팔의 모두 및 환자의 겨드랑이의 적어도 일부를 촬영 체적 내에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 (a) 화상(ETp1, ETp2)을 얻는 것을 포함하는 ET 모드, (b) 단일 궤도를 따른 소스 모션 동안 2D 투영 화상(Tp)을 얻는 것을 포함하는[그리고, 더 협각 소스 궤도에 걸쳐 영상합성 2D 투영 화상(Tnp) 또는 더 광각 소스 궤도에 걸쳐 영상합성 2D 투영 화상(Twp)을 얻는 모드(Tmm)를 포함함] 영상합성 모드(T), 및 (c) 편평화된 유방에 대해 고정된 위치에서 소스를 갖는 유방조영상(Mp)을 얻는 것을 포함하는 유방조영술 모드(M) 중 임의의 하나에서 편평화된 환자의 유방을 선택적으로 촬영하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 태양에서, 본 특허 명세서는 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 비일시적 형태로 저장된 컴퓨터 프로그램을 설명하고, 이 프로그램은 컴퓨터 시스템에서 실행될 때 전산화 장비가 이하의 단계, 유방 주위의 소스의 제1 궤도를 따라 분포된 각각의 복수의 제1 X선 소스 위치로부터, 두께 방향에서 편평화된 환자의 유방을 조사하는 것으로부터 제1 복수의 2차원(2D) 영상합성 투영 화상(ETp1)을 얻는 단계, 유방 주위의 소스의 제2 더 긴 궤도를 따라 분포된 각각의 복수의 제2 X선 소스 위치로부터 환자의 유방을 조사하는 것으로부터 제2 복수의 2차원(2D) 영상합성 투영 화상(ETp2)을 얻는 단계, ETp1 및 ETp2 화상의 모두를 이용하여 영상합성 화상 재구성 프로세스를 통해 ETp1 및 ETp2 화상을 유방 슬라이스 화상(ETr)으로 처리하는 단계, 및 유방의 상기 3D 표현으로부터 유도된 화상을 발생하여 표시하는 단계를 수행하게 한다. 처리는 화상(ETp2)으로부터 보다는 화상(ETp1)으로부터 높은 공간 해상도에 더 큰 기여를 화상(ETr) 내에 포함하는 것을 포함할 수 있다. 제1 궤도는 10° 내지 20°의 원호에 걸칠 수 있고, 제2 궤도는 25° 내지 250°의 원호에 걸칠 수 있다.

Claims

X선 유방 촬영 시스템이며,
환자의 유방을 고정하도록 구성된 유방 고정기와,
X선 소스 및 X선 촬영 수용체로서, 수용체가 상기 고정기 주위의 소스의 제1 궤도 동안 각각의 2차원(2D) 투영 영상합성 X선 화상(ETp1) 및 상기 고정기 주위의 소스의 더 긴 제2 궤도 동안 화상(ETp2)을 얻는 향상된 영상합성 모드(ET)에서 유방을 촬영하도록 구성된 X선 소스 및 X선 촬영 수용체와 - 화상(ETp2)당 X선 선량이 화상(ETp1)당 X선 선량보다 작음 -,
상기 ETp1 화상이 상기 ETp2 화상보다 더 높은 공간 주파수 성분을 기여하고 선택된 두께 및 배향을 갖는 각각의 유방 슬라이스를 표현하는 재구성된 화상(ETr)을 얻기 위해 상기 화상(ETp1, ETp2)에 영상합성 화상 재구성 처리를 인가하도록 구성된 컴퓨터 구현식 화상 프로세서를 포함하는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소스 및 수용체는 상기 소스가 제1 궤도에서만 이동하고 단지 화상(Tp1)만이 얻어져서 유방 슬라이스 화상으로 처리되는 영상합성 모드(T)에서 교번적으로 작동하도록 또한 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소스 및 수용체는 상기 수용체가 X선 유방조영상(Mp)을 발생하는 동안 상기 소스 및 수용체가 상기 유방 고정기에 대해 고정된 위치에 유지되는 유방조영술 모드(M)에서 교번적으로 작동하도록 또한 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소스 및 수용체는 상기 수용체가 다수의 CT 투영 화상(CTp)을 발생하는 동안 상기 유방 고정기 주위에서 회전하도록 또한 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소스 및 수용체의 모두는 수용체가 ETp2 화상을 얻는 동안 상기 유방 고정기 주위로 이동하도록 구성되고, 이동하는 소스 및 수용체를 에워싸도록 구성된 환자 차폐부를 더 포함하는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 궤도를 둘러싸고 상기 유방 고정기가 위치되어 있는 중앙 개구를 갖는 환자 차폐부를 포함하고, 상기 중앙 개구는 환자가 그 내부에 그녀의 팔을 삽입하게 하기 위해 충분히 커서, 환자의 유방이 상기 유방 고정기 내에서 고정될 때 환자의 겨드랑이의 적어도 상당한 부분이 촬영 체적에 진입하게 되는 X선 유방 촬영 시스템.
제6항에 있어서, 상기 유방 고정기는 중앙 위치로부터 상기 중앙 개구의 원주방향 주연부 부근 및 상기 수용체에 근접한 위치로 상기 중앙 개구 내에서 반경방향으로 이동하도록 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소스의 제1 및 제2 궤도를 둘러싸고 상기 소스 궤도의 외부의 원호 내의 환자의 하체를 위한 개구를 갖는 환자 차폐부를 포함하는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 궤도는 7.5° 내지 50°의 원호에 걸치고, 상기 제2 궤도는 50° 내지 250°의 원호에 걸치는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 화상 프로세서는 투영 영상합성 화상으로부터 유방의 합성 유방조영상을 발생하도록 또한 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소스는 실질적으로 모든 투영 화상(ETp1, ETp2)을 위해 상기 수용체에서 실질적으로 일정한 광자 카운트에 기여하는 방사선을 방사하도록 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
다수의 작동 모드를 갖는 X선 유방 촬영 시스템이며,
촬영 체적 내에서 환자의 유방을 고정하도록 구성된 유방 고정기와,
이하의 시스템 모드, (a) 유방조영술 모드(M), (b) 영상합성 모드(T), 및 (c) 향상된 영상합성 모드(ET) 중 임의의 하나에서 선택적으로 작동하도록 구성된 X선 소스 및 X선 촬영 수용체로서,
(a) 상기 모드(M)에 있을 때, 상기 시스템은 상기 소스 및 수용체가 상기 고정기에 대해 고정된 위치에 있는 동안 촬영된 유방조영상 화상(Mp)을 생성하고, (b) 상기 모드(T)에 있을 때, 상기 시스템은 상기 고정기 주위의 소스 궤도에서 상기 소스의 각각의 위치로부터 각각 촬영된 복수의 2차원(2D) 투영 화상(Tp)을 생성하고, (c) 상기 모드(ET)에서 작동할 때, 상기 시스템은 상기 유방 고정기 주위의 제1 소스 궤도(ET1)에서 상기 소스의 각각의 위치로부터 촬영된 2D 투영 화상(ETp1) 및 상기 고정기 주위의 제2 소스 궤도(ET2)에서 상기 소스의 각각의 위치로부터 촬영된 2D 투영 화상(ETp2)을 생성하는,
X선 소스 및 X선 촬영 수용체 - 화상(ETp2)당 X선 선량이 화상(ETp1)당 X선 선량보다 작음 -;
(a) 상기 모드(M) 작동에 응답하여 화상(Mp)을 디스플레이 유방조영상 화상(Mpd)으로 처리하고, (b) 상기 모드(T) 작동에 응답하여 화상(Tp)에 제1 영상합성 화상 재구성 처리를 인가하고 이에 의해 재구성된 유방 슬라이스 화상(Tr)을 생성하고, (c) 상기 모드(ET) 작동에 응답하여 상기 화상(ETp1, ETp2)에 제2 영상합성 화상 재구성 처리를 인가하여 재구성된 유방 슬라이스 화상(ETr)을 생성하도록 구성된 컴퓨터 구현식 화상 프로세서로서,
적어도 유방 고정 방향에서 공간 해상도는 상기 화상(Tr)에서보다 상기 화상(ETr)에서 더 큰, 컴퓨터 구현식 화상 프로세서를 포함하는 X선 유방 촬영 시스템.
제12항에 있어서, 적어도 제1 및 제2 궤도를 둘러싸는 환자 차폐부를 포함하고, 상기 환자 차폐부는 상기 유방 고정기가 위치되어 있고 환자가 그녀의 유방이 상기 유방 고정기 내에 있을 때 환자의 겨드랑이의 적어도 상당한 부분이 촬영 체적 내에 있게 하도록 그녀의 팔을 삽입하게 하기 위해 충분히 큰 중앙 개구를 갖는 X선 유방 촬영 시스템.
제13항에 있어서, 상기 유방 고정기는 ET 모드에서 작동을 위해 차폐부 개구의 중앙 위치와 M 모드 및 T 모드 중 적어도 하나에서 작동을 위해 상기 중앙 개구의 원주방향 주연부에서의 위치 사이에서 이동하도록 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
제12항에 있어서, 상기 모드(T)는 서브모드(Tn) 및 서브모드(Tw)에서 선택적인 작동을 포함하고, 상기 서브모드(Tn)에서의 소스 궤도는 상기 서브모드(Tw)에서보다 짧은 X선 유방 촬영 시스템.
제12항에 있어서, 상기 T 모드 작동과 ET 모드 작동 중 적어도 하나에서 상기 고정기와 수용체 사이에 산란방지 그리드를 포함하는 X선 유방 촬영 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제2 영상합성 화상 재구성 처리는 화상(ETr) 내에서 화상(Tp1)으로부터보다 화상(Tp2)으로부터 낮은 공간 해상도 성분에 대한 더 큰 기여도를 포함하도록 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
제12항에 있어서, 상기 X선 소스 및 X선 촬영 수용체는 유방의 재구성된 슬라이스 또는 체적 화상(CTr)을 발생하기 위해 CT 모드에서 선택적으로 작동하도록 또한 구성되는 X선 유방 촬영 시스템.
X선 유방 촬영 시스템이며,
환자의 유방을 고정하도록 구성된 유방 고정기와,
협각 영상합성 서브모드(Tn) 및 광각 영상합성 서브모드(Tw)에서 유방을 선택적으로 촬영하도록 구성된 X선 소스 및 X선 촬영 수용체로서, 상기 서브모드(Tn)에서, 상기 수용체는 소스가 상기 고정기 주위의 더 좁은 원호 궤도를 횡단하는 동안 각각의 2차원(2D) 투영 영상합성 X선 화상(Tnp)을 얻고, 상기 서브모드(Tw)에서, 상기 수용체는 소스가 상기 고정기 주위의 더 넓은 원호 궤도를 횡단하는 동안 각각의 2D 투영 화상(Twp)을 얻는, X선 소스 및 X선 수용체와 - 화상(Twp)당 X선 선량이 화상(Tnp)당 X선 선량보다 작음 -,
Tn 모드에서 상기 투영 화상(Tnp)으로부터 3D 유방 슬라이스 화상(Tnr)을 재구성하기 위해 상기 화상(Tnp)에 영상합성 화상 재구성 처리를 인가하도록, 그리고 Tw 모드에서 상기 화상(Twp)으로부터 3D 유방 슬라이스 화상(Twr)을 재구성하기 위해 상기 화상(Twp)에 영상합성 재구성 처리를 인가하도록 선택적으로 작동하도록 구성된 컴퓨터 구현식 화상 프로세서를 포함하는 X선 유방 촬영 시스템.
X선 유방 영상합성 방법이며,
유방 주위의 소스의 제1 궤도를 따라 분포된 각각의 복수의 제1 X선 소스 위치로부터, 두께 방향에서 고정된 환자의 유방을 조사함으로써 제1 복수의 2차원(2D) 영상합성 투영 화상(ETp1)을 얻는 단계,
유방 주위의 소스의 제2 더 긴 궤도를 따라 분포된 각각의 복수의 제2 X선 소스 위치로부터 환자의 유방을 조사함으로써 제2 복수의 2차원(2D) 영상합성 투영 화상(ETp2)을 얻는 단계,
ETp1 및 ETp2 화상의 모두를 이용하여 영상합성 화상 재구성 프로세스를 통해 ETp1 및 ETp2 화상을 유방 슬라이스 화상(ETr)으로 컴퓨터 처리하는 단계를 포함하고,
화상(ETp2)당 X선 선량이 화상(ETp1)당 X선 선량보다 작은, X선 유방 영상합성 방법.
제20항에 있어서, 환자의 유방 및 환자의 팔의 모두 및 환자의 겨드랑이의 적어도 일부를 촬영 체적 내에 삽입하는 단계를 포함하는 X선 유방 영상합성 방법.