專利名稱：用于雙模態(tài)乳房造影圖像探測的系統(tǒng)、方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總地來講涉及乳房造影成像系統(tǒng)，并且更加具體地講，涉及更高的可探測量子效率的圖像。
背景技術：
為了診斷腫瘤或其它異常而使用X射線技術來提供乳房組織的二維圖像正在得到廣泛的使用。不過，乳房組織的X射線成像具有固有的局限性，乳房X射線照片只能提供三維對象的平面圖像。
圖像的可探測量子效率(“DQE”)是X射線圖像質量的傳統(tǒng)衡量標準。簡單說，DQE就是探測器的分辨率。對于給定的探測器和劑量技術，DQE在整個圖像上是恒定的。
當在乳房造影照片上標出可能的醫(yī)療關注區(qū)域時，對象區(qū)域在乳房的二維圖像中的隆起或深度可能是不確定的?，F(xiàn)有的數(shù)字X射線成像儀能夠給出全視角或接近全視角成像。要完成診斷，可能需要另外的手段或互補成像技術和診斷，比如活體組織檢查。
乳房造影的主要互補成像技術是超聲波和核磁共振成像(MRI)，它們都具有不使用電離輻射的優(yōu)點。超聲波的主要優(yōu)點是，超聲波成像相對比較便宜，并且超聲波成像對密度高的乳房效果很好，而在這種情況下乳房造影具有難度。超聲波成像還扮演著一個重要的角色，那就是作為穿刺活檢的向導。由于靈敏度，MRI系統(tǒng)對對照增強動態(tài)研究非常有用。不過，大量的硬件，比如計算機和顯示器，都是重復的，因為這些系統(tǒng)是單獨建造和銷售的。
出于上述原因，以及下面給出的其它原因(在閱讀和理解了本說明書的情況下，這些原因對本領域的技術人員來說將會變得顯而易見)，在本領域中存在著對毋需活體組織檢查即可詳細檢查乳房的各個區(qū)域的手段的需求。還存在著對經(jīng)過改進的、能夠使用現(xiàn)有的乳房造影硬件和軟件的互補成像技術(比如超聲波)的需求。此外，本領域中還存在著對由超聲波數(shù)據(jù)產(chǎn)生層析X射線照相組合圖像的乳房造影系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內容
上述的缺陷、缺點和問題在本文都得到了解決，通過閱讀和研究下面的說明，可以對此實現(xiàn)理解。
按照一個方面，一種乳房造影系統(tǒng)，具有X射線源、乳房壓縮板和數(shù)字圖像接受器，該接受器包括運動機構，與第一探測器和第二探測器相連接，用于將所述第一和第二探測器定位到所述圖像接受器中；第一探測器，可操作地從所述X射線源接收能量，并且用于提供路標數(shù)據(jù)和X射線源數(shù)據(jù)；和第二探測器，可操作地接收X射線源能量，并且用于提供X射線源數(shù)據(jù)。
另一個方面，一種乳房造影系統(tǒng)，具有X射線源；乳房壓縮板；和數(shù)字圖像接受器，該接受器包括第一探測器，從所述X射線源接收能量，并且用于提供X射線源數(shù)據(jù)；和電連接器，能夠連接至少一個外部裝置。
按照再另一個方面，一種乳房造影系統(tǒng)，具有X射線源；乳房壓縮板；和數(shù)字圖像接受器。該接受器具有探測器，從所述X射線源接收能量，并且用于提供X射線源數(shù)據(jù)。此外，該接受器具有從外部與數(shù)字圖像接受器相連接的至少一個超聲波探測器和超聲波發(fā)射器，其中乳房造影系統(tǒng)使用來自超聲波發(fā)射器和超聲波探測器的超聲波測量來構成病人乳房的圖像。
一個方面是一種乳房造影成像系統(tǒng)，具有X射線乳房造影成像子系統(tǒng)，適用于對乳房進行成像，和超聲波乳房造影成像子系統(tǒng)，適用于對乳房進行成像。此外，該系統(tǒng)包括選擇開關，用于在X射線乳房造影成像子系統(tǒng)和超聲波乳房造影成像子系統(tǒng)之間進行選擇，以對乳房進行成像。顯示裝置，配置成顯示至少一個由所述裝置獲得或存儲的圖像。
按照另一個方面，一種用于產(chǎn)生三維超聲波圖像的設備，包括超聲波探頭，用于通過空間配準產(chǎn)生超聲波圖像數(shù)據(jù)；運動控制系統(tǒng)，用于相對于乳房移動超聲波探頭，并且用于感應探頭的位置，該運動控制系統(tǒng)包括對探頭運動的第一軸控制、第二軸控制、第三軸控制和第四軸控制。此外，計算機用于根據(jù)超聲波圖像數(shù)據(jù)和根據(jù)關于空間配準的信息來產(chǎn)生超聲波圖像。
按照再另一個方面，一種超聲波系統(tǒng)具有超聲波探頭；該超聲波探頭包括傳感器，能夠提供表示位置和方向的信號；和能夠校正位置和方向信號并且能夠產(chǎn)生表示超聲波探頭相對于某個對象的實際位置和方向的信號的裝置。
另一個方面是一種通過下述步驟產(chǎn)生三維超聲波圖像的方法存儲由超聲波探頭的位置和方向定義的成像進度表；將超聲波探頭移動到由位置和方向定義的部位；產(chǎn)生至少一個具有表示位置和方向的標記的超聲波圖像；存儲表示超聲波圖像的位置和方向的標記；存儲所產(chǎn)生的具有表示位置和方向的標記的超聲波圖像；將所存儲的標記和所存儲的成像進度表進行比較；根據(jù)所存儲的標記與所存儲的成像進度表的比較結果產(chǎn)生完成的指示；和根據(jù)完成的指示通過所存儲的超聲波圖像產(chǎn)生三維超聲波圖像。
按照再另一個方面，一種由乳房造影系統(tǒng)執(zhí)行的乳房造影方法，該乳房造影系統(tǒng)具有用于約束乳房的乳房形罩杯，將乳房定位到罩杯中；將超聲波探頭移動到期望的位置，并且對乳房施加超聲波能量；從反射的超聲波能量獲得數(shù)據(jù)；根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)創(chuàng)建圖像表示；存儲根據(jù)反射的超聲波能量得到的圖像表示，以進行顯示。


附圖1是說明乳房造影系統(tǒng)的實施方式的系統(tǒng)級概述圖；附圖2是用于乳房造影系統(tǒng)的一個雙探測器容器；附圖3是用于乳房造影系統(tǒng)的一個探測器容器和連接器；附圖4是在乳房造影系統(tǒng)的實現(xiàn)方式中使用的超聲波探頭的示意圖；附圖5是說明使用罩杯和超聲波探頭的乳房造影系統(tǒng)的系統(tǒng)級概述圖；附圖6是具有傳感器和用于確定位置和方向的裝置的超聲波探頭的示意圖；附圖7是采用X射線子系統(tǒng)和超聲波子系統(tǒng)并具有用于在這兩個子系統(tǒng)之間進行選擇的開關的乳房造影系統(tǒng)；附圖8是具有運動控制器和位置傳感器的乳房造影系統(tǒng)；附圖9是具有第一和第二存儲單元并且具有比較器的乳房造影系統(tǒng)；和附圖10是用于控制和共享來自不同位置的信息的數(shù)據(jù)處理裝置的框圖。
具體實施例方式
在下面的詳細說明中，參考了構成說明書的一部分的附圖，并且該部分是借助可實踐的說明性具體實施方式
給出的。對這些實施方式的介紹足夠詳細，以致使本領域的技術人員能夠實踐這些實施方式，并且應當理解，也可以采用其它的實施方式，并且在不超出這些實施方式的范圍的情況下，還可以進行邏輯上的、機械上的、電子上的以及其它的改變。因此，下述的詳細說明并非是從限定的意義上給出的。
該詳細說明分為四個部分。在第一部分中，介紹了系統(tǒng)級概述。在第二個部分中，介紹了實施方式的方法。在第三個部分中，介紹了實踐這些實施方式所結合的硬件和操作環(huán)境。在第四個部分中，介紹了特殊實現(xiàn)方式。最后，在第五個部分中，給出了詳細說明的總結。
系統(tǒng)級概述附圖1是給出系統(tǒng)級概述的框圖。所介紹的實施方式是在計算機(比如附圖8中的計算機128和130)上的多處理、多線程操作環(huán)境下進行操作的。
附圖1采用圖解方式圖示說明了乳房造影成像系統(tǒng)100，用來獲取和處理用于全視角數(shù)字乳房造影(FFDM)的X射線斷層照相圖像數(shù)據(jù)。在所圖解說明的實施方式中，系統(tǒng)100是計算機X射線斷層照相(CT)系統(tǒng)，設計用于獲取原始圖像數(shù)據(jù)和對圖像數(shù)據(jù)進行處理，以進行顯示和分析。系統(tǒng)100的可選實施方式可以包括正電子放射X射線斷層照相(PET)乳房造影系統(tǒng)、核醫(yī)學乳房成像系統(tǒng)(閃爍乳房造影)、熱聲X射線斷層照相乳房成像系統(tǒng)(TCT)、電阻抗乳房造影系統(tǒng)(EIT)、近紅外線乳房造影系統(tǒng)(NIR)和X射線斷層照相組合乳房造影系統(tǒng)(XR)。
在附圖1中，成像系統(tǒng)100包括相鄰于準直器104的X射線輻射源102。在這種結構中，X射線輻射源102典型地是X射線管。不過，其它模態(tài)擁有不同的成像能量源或輻射源。例如，諸如PET和核醫(yī)學成像這樣的模態(tài)采用可注射的放射性核苷酸作為源102，并且源102包含在X射線斷層照相成像系統(tǒng)中采用的這些可供選擇的成像能量或輻射源。成像系統(tǒng)100解決了本領域中對毋需活體組織檢查即可檢查乳房的細節(jié)區(qū)域的需求。
再回到附圖1的計算機X射線斷層照相，準直器104使得輻射流106能夠進入安置有對象(比如病人108)的區(qū)域。一部分輻射110穿過或繞過對象并且沖擊探測器陣列(整體上由附圖標記112表示)。在全視角數(shù)字乳房造影(FFDM)中，探測器可以具有三種類型，可以稱為間接探測(電荷收集)、直接探測和直接光子計數(shù)。在間接探測系統(tǒng)(例如光激勵磷光劑、CsI(TI)-CCD和CsI(T1)-αSi)中，發(fā)射可見光子，可見光子在第二個步驟中會產(chǎn)生電荷，這些電荷會導致光探測器中的電信號。在直接探測(例如aSe)中，X射線光子直接產(chǎn)生電荷(電子-空穴對)，并因此導致光電導體中出現(xiàn)電信號。在這兩種情況下，所產(chǎn)生的電信號通常是由數(shù)百個X射線光子進行交互作用的產(chǎn)物。該電信號被數(shù)字化并且表示像素中的強度級。在直接光子統(tǒng)計技術(例如Si(B))中，對單個光子進行計數(shù)。在這種情況下，例如，光子的數(shù)量直接表示像素中的強度級。
陣列的探測器單元產(chǎn)生表示入射X射線束的強度的電信號。獲取并處理這些信號，以重構對象內的特征的圖像。源102是由系統(tǒng)控制器124控制的，該控制器124供應電力和用于CT檢查順序的控制信號。而且，探測器112與系統(tǒng)控制器124相連接，系統(tǒng)控制器124命令獲取探測器112中產(chǎn)生的信號。系統(tǒng)控制器124還可以執(zhí)行各種不同的信號處理和過濾功能，比如動態(tài)范圍的初始調節(jié)、數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的交織等等?？偟貋碚f，系統(tǒng)控制器124命令成像系統(tǒng)的操作，以執(zhí)行檢查協(xié)議和處理所獲取的數(shù)據(jù)。在本文中，系統(tǒng)控制器124還包括信號處理電路(該信號處理電路一般是以通用或專用數(shù)字計算機為基礎)、關聯(lián)的存儲電路(用于存儲由計算機執(zhí)行的程序和例程以及配置參數(shù)和圖像數(shù)據(jù))、接口電路等等。
在附圖1中所示的結構中，系統(tǒng)控制器124與線性定位子系統(tǒng)114和旋轉子系統(tǒng)116結合在一起。旋轉子系統(tǒng)116使得X射線源102、準直器104和探測器112能夠圍繞著要成像的區(qū)域旋轉一圈或多圈。應當注意，旋轉子系統(tǒng)116可以包括被適當配置成容納CT乳房造影系統(tǒng)中要成像的區(qū)域(比如人的乳房)的構架。這樣，可以利用系統(tǒng)控制器124來操縱該構架。
線性定位子系統(tǒng)114使得要成像的區(qū)域能夠進行線性位移，從而使得病人108的特定區(qū)域的圖像能夠得以產(chǎn)生。
此外，本領域的技術人員將會意識到，輻射源可以由設置在系統(tǒng)控制器124之內的X射線控制器118來加以控制。具體來說，X射線控制器118被配置成向X射線源102提供電力和定時信號。本領域的技術人員都理解，源102、探測器陣列112和X射線控制器118包括用于實現(xiàn)它們的操作的適當模擬電路。
可以使用電機控制器120來控制旋轉子系統(tǒng)116和線性定位子系統(tǒng)114的運動。此外，圖中還示出系統(tǒng)控制器124包括數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)122。在該結構中，探測器112與系統(tǒng)控制器124相連接，并且更加具體地講，是跟數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)122相連接。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)122接收由探測器112的讀出電子器件收集的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)122通常從探測器112接收采樣模擬信號，并且將該數(shù)據(jù)轉換成數(shù)字信號，以備由計算機128通過數(shù)據(jù)交換裝置126(比如LAN、WAN或因特網(wǎng))進行后續(xù)處理。數(shù)據(jù)獲取122也可以在探測器112級上進行，而不會超出本發(fā)明的思想。
計算機128一般來說與系統(tǒng)控制器124相連接。由數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)122收集的數(shù)據(jù)可以傳送給計算機128，進而傳送給存儲器1006、1008、1010。應當理解，這種示范性的系統(tǒng)100可以采用用來存儲大量數(shù)據(jù)的任何類型的存儲器。而且計算機128被配置成經(jīng)由操作員工作站130接收來自操作員的命令和掃描參數(shù)，一般來說操作員工作站130配備有鍵盤和其它輸入裝置。操作員可以借助輸入裝置來控制系統(tǒng)100。這樣，操作員可以觀察來自計算機128的重構圖像和其它與系統(tǒng)相關的數(shù)據(jù)、啟動成像等等。
可以利用與操作員工作站130或計算機128相連的顯示器1022來觀察重構圖像和控制成像。例如，通用電器(General Electric)SENOGRAPH2000D工作站。此外，也可以在打印機上打印掃描圖像，該打印機可以與計算機128和操作員工作站130相連。再者，操作員工作站130也可以通過被適當編程的端口與畫面歸檔和通信系統(tǒng)相連。應當注意，畫面歸檔和通信系統(tǒng)可以與遠程系統(tǒng)1014、放射科信息系統(tǒng)和醫(yī)院信息系統(tǒng)相連，或者與內部或外部網(wǎng)絡相連，從而使得處于不同地點的其他人可以訪問圖像和圖像數(shù)據(jù)，如附圖8中所公開的那樣。
應當進一步注意到，計算機128和操作員工作站130可以與其它的輸出裝置相連，可包括標準或專用計算機監(jiān)視器和相關的處理電路。此外，可以在系統(tǒng)中鏈接一個或多個操作員工作站130，用來輸出系統(tǒng)參數(shù)、請求檢查、觀看圖像等等?？偟膩碚f，系統(tǒng)中提供的顯示器、打印機、工作站和類似的裝置可以與數(shù)據(jù)獲取部件處于同一地，或者也可以遠離這些部件，比如研究所或醫(yī)院內的其它地方，或者處于完全不同的地點，這些不同的地點經(jīng)由一個或多個可配置網(wǎng)絡(比如因特網(wǎng)、虛擬私人網(wǎng)絡等等)與圖像獲取系統(tǒng)相鏈接。
在附圖2中，示出了探測器112的雙傳感器結構。構成探測器112的一部分的傳感器202和204的大小不同，因為具有較小像素間距或較高像素密度的小圖像探測區(qū)域會產(chǎn)生較高的可探測量子效率(DQE)。DQE是成像系統(tǒng)的性能指標并且包括作為空間頻率的函數(shù)的系統(tǒng)噪聲和空間分辨率特性。換句話說，它是探測器將來自X射線量子的信息轉換成有用的信號來產(chǎn)生圖像的效率的量度。
在附圖2中，使用了機構206和208來將傳感器202、204定位在實施對病人108成像的期望部位上。機構206和208各自與用于將傳感器202、204移動到期望位置的運動機構210相連接。運動機構210可以是有助于在探測器112的容器中進行運動的軌道或凹槽。例如，最初可以將傳感器204定位成測量乳房的形態(tài)。同時，如果希望以較高的分辨率測量乳房的形態(tài)，則該機構能夠確定傳感器204的位置。這個位置數(shù)據(jù)是可以用于定位傳感器202以使用較高DQE的傳感器在期望位置上成像的路標數(shù)據(jù)。
在附圖3中，用超聲波探頭的連接器對探測器112進行了擴充。探測器112的容器可以是具有用于超聲波探頭的連接機構的標準容器。這種結構使得通過連接器320電連接的探測器112和超聲波探頭能夠共享公用的圖像探測和顯示電子裝置。成像系統(tǒng)300解決了本領域中對使用公用硬件和軟件進行互補成像的需求。連接可以是到接受器300的任何可能的連接。例如，連接可以是從超聲波探頭400到容器300的繩線、從探頭到容器的無線連接、探頭和容器之間的光學鏈路或者是鏈接探頭和容器之間信號的任何其它方式。操作員可以獲得由主全視角探測器304確定的特定感興趣區(qū)域的超聲波圖像。
附圖4是可與乳房造影成像系統(tǒng)100相接的超聲波探頭400的表示圖。超聲波探頭400解決了本領域中對使用公共硬件和軟件進行互補成像的需求。超聲波換能器400由套筒或蓋子402包圍，該套筒或蓋子402包括沿其下邊緣形成的墊片404。圍繞著換能器410設置有易于與超聲波換能器400相接觸的彈性或橡膠材料408，該材料408用適當?shù)臐櫥?接合流體(例如，表面活性劑和清潔劑的水基溶液)浸濕，以致彈性材料408和墊片404基本同時與壓縮板406相接觸。這樣，在換能器組件沿著壓縮板406的表面進行運動時，在墊片404的板上會沉積一層潤滑/接合流體薄膜。蓋子402還能夠實現(xiàn)在不接觸材料408的前提下接觸該換能器組件。
附圖5圖解說明超聲波子系統(tǒng)500。成像系統(tǒng)500解決了本領域中對根據(jù)超聲波數(shù)據(jù)產(chǎn)生X射線斷層照相組合圖像的需求。超聲波子系統(tǒng)500的操作使用了局部真空來將乳房拉入中空腔體或罩杯中，這是將受檢體限制在固定位置上，而不會有壓縮片方法的不適感。對于基于X射線的成像來說，需要進行壓縮，這是因為醫(yī)生或操作員希望組織能夠盡可能地平展，以提高成像質量。在超聲波成像乳房的情況下，不需要這種壓縮。在空腔中使用了凝膠來消除空腔和皮膚之間交界處的氣囊和提供良好的傳輸介質，即，聲阻匹配。在空腔殼體的外部也可能需要這種凝膠。四種自由度如果設想一個從胸壁出來的軸，比如說通過乳頭出來的軸，則有圍繞該軸的旋轉、沿著該軸的距離、離開該軸的距離、垂直于該軸的徑向距離，并且第四個是超聲波探頭保持近似垂直地與空腔殼體外部的表面相接觸所得出的角度。從而有兩個線性運動(軸向和徑向)和兩個角運動(一個是整個機構完整360度的方位角，一個僅僅是探頭的傾斜角，僅僅需要介于90到180度總運動之間的某處)。其思想是基本上給出運動控制構架，以使探頭以能夠得到足以提供期望圖像的數(shù)據(jù)組的方式在殼體上掃動。
該子系統(tǒng)包括超聲波探頭400、運動機構508-514和用于托住病人的受檢體502(比如乳房)的一部分的罩杯504。罩杯504的用途是通過使用局部真空來約束乳房502，以確保乳房502與罩杯504表面的完全接觸。選擇另外的可供選用的罩杯504或具有可調幾何結構的罩杯504可用于實現(xiàn)與各病人的受檢體502的嚴密匹配。如果使用除了罩杯504之外的方式來約束病人受檢體502，則可以通過其它方法來實現(xiàn)超聲波探頭400的定位，包括使用手工方法，只要在圖像獲取期間隨時都能得到足夠精確的與超聲波探頭的位置(空間x，y，z坐標)和方向(波束相對于參考空間坐標框架的角度)有關的數(shù)據(jù)。
運動機構具有用于沿著罩杯504的輪廓徑向移動超聲波探頭400的子組件508。此外，子組件510沿著罩杯的方向軸向或向內移動超聲波探頭400。超聲波探頭400的全程旋轉(360度)是由子組件512和514實現(xiàn)的。四種自由度分別是方位角自由度，對于每個X射線斷層照相切片或切片組，探頭圍繞乳房旋轉360度；沿著旋轉軸的線性自由度；離開旋轉中心的徑向自由度，用來保持超聲波探頭與罩杯的外部相接觸；和角度自由度，探頭相對于該機構的旋轉軸的角度。由于超聲波探頭400沿著罩杯504的輪廓運動，該輪廓基本上就是受檢體502的形狀，因此對于各X射線斷層照相切片來說，探頭的位置是已知的。在使用其它方式來約束受檢體或乳房502的情況下，可以通過附圖8中描述的技術來確定超聲波探頭400的位置和方向。
為了消除病人受檢體502與罩杯之間的氣囊，在506處涂抹了超聲波凝膠。超聲波凝膠可能還會用在罩杯504的外部上，并且可以為適當?shù)穆晫W特性選擇罩杯的材料，以使波束在穿過該材料和交界面時衰減、反射或散射最小。由于本超聲波探頭400具有寬扇形波束獲取的能力，因此能夠并行地獲取對應于很多計算機X射線斷層照相切片的數(shù)據(jù)，從而僅僅需要少量的軸向位置。
附圖6是超聲波換能器探頭600的圖解說明。超聲波換能器探頭600的至少一個換能器單元(未示出)產(chǎn)生用來掃描感興趣區(qū)域606的圖像平面604。超聲波探頭600滿足本領域中對由超聲波數(shù)據(jù)產(chǎn)生X射線斷層照相組合圖像的需求。超聲波換能器探頭600具有依附在探頭600的外殼上的位置和方向傳感器612，用來確定圖像平面604的位置和方向。該傳感器可以是固態(tài)陀螺儀、壓電陀螺儀或者能夠直接或間接測量出位置和/或方向數(shù)據(jù)的任何其它已知或將來會開發(fā)出來的裝置。固態(tài)陀螺儀的例子是由Futaba公司制造的FutabaGY240、Futaba GY401、Futaba GY502。經(jīng)由探頭纜線602與探頭600連接的醫(yī)療診斷超聲波成像子系統(tǒng)(見附圖7)可以使用傳感器612產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來確定傳感器612和/或圖像平面604的位置和方向。
位置和方向傳感器612基于依附在所操縱的裝置600上或嵌入在該裝置600中的無源或有源裝置、一組傳感器(未示出)、天線或光學傳感器來進行磁性或光學探測，以確定該裝置相對于傳感器的參考框架的空間位置。用于方向的參考框架可以是乳房定位器上的適當容器，它充當了用于超聲波探頭的指示標和在完成檢查時充當了支架?？偟貋碚f，傳感器探頭612以相對于發(fā)射器的六個自由度來監(jiān)測換能器探頭600的運動。如附圖6所示，超聲波探頭600中的位置和方向傳感器612和發(fā)射器(未示出)各自定義了一個由三個正交軸(X′，Y′，Z′和X″，Y″，Z″)定義的原點608、610。傳感器612監(jiān)測原點610相對于發(fā)射器原點的平移，以確定位置，并且監(jiān)測X′，Y′，Z′軸相對于發(fā)射器的X″，Y″，Z″軸的旋轉，以確定方向。傳感器612的位置和方向可以用來確定圖像平面604的位置和方向。如附圖6中所示，圖像平面604定義了由三個正交軸X，Y，Z定義的原點610，這三個正交軸X，Y，Z優(yōu)選地與換能器探頭600產(chǎn)生的中心聲線的原點對齊。位置和方向傳感器612的原點608的軸X′，Y′，Z′的位置和方向可以不與圖像平面604的原點608的軸X，Y，Z的位置和方向精確一致。例如，在附圖6中，圖像平面604的原點608沿著Z方向從位置和方向傳感器612的原點610偏離了距離Z.sub.0并且沿著Y方向從位置和方向傳感器612的原點610偏離了距離Y.sub.0。因此，傳感器612的位置和方向并不直接表述圖像平面604的位置和方向。
為了根據(jù)傳感器612的位置和方向來確定圖像平面604的位置和方向，使用了位置和方向傳感器校準數(shù)據(jù)來將傳感器612的位置和方向變換成圖像平面604的位置和方向。因此，如果傳感器與圖像平面具有相同的方向，位置和方向校準數(shù)據(jù)可以不包含任何方向校準數(shù)據(jù)。類似地，如附圖6所示，傳感器可能相對于圖像平面的一個或多個軸沒有位置偏離。有許多定義圖像平面/傳感器偏離的方法，不過需要對已知的方向參考進行周期性回零或校準。一種校準至少某些類型的傳感器的方法使用X，Y，Z上的三個正交線性尺寸偏移和圍繞這些軸的三個旋轉角度。其它的方法包括使用位置變換矩陣或四元數(shù)。
最佳操作的超聲波探頭600要求受檢體的一部分保持固定，以便確定探頭相對于成像區(qū)域的位置和方向。當進行乳房的乳房造影或成像時，附圖5中描述的罩杯504將受檢體的這一部分保持在固定的位置和方向上。探頭600和罩杯504結合起來創(chuàng)建了乳房的X射線斷層照相圖像重構的最佳條件。超聲波探頭600要求將受檢體保持得足夠久，以得到足夠多角度上的數(shù)據(jù)，以能夠進行切片圖像運算。如果在數(shù)據(jù)獲取期間比如利用屏住呼吸成像使受檢體的一部分保持相對靜止，那么空間對準程度將會是足夠的，毋需進行任何對準校正。如圖像繪制領域中的技術人員所熟知的，校正或空間對準處理可以通過對成像系統(tǒng)加入適當?shù)暮瘮?shù)來實現(xiàn)。不過，這樣的校正仍然需要由病人或通過應用機械約束來盡可能地將受檢體保持靜止。例如可以通過機械手段來固定腿和胳膊，腹部可以通過病人在成像周期內屏住呼吸一段時間來固定，而脖子可以通過本領域中公知的機械手段來約束。
附圖7說明多模態(tài)成像系統(tǒng)700的示意圖。系統(tǒng)700包括X射線乳房造影成像子系統(tǒng)702和超聲波乳房造影成像子系統(tǒng)704。成像系統(tǒng)700滿足本領域中對使用公共硬件和軟件進行互補成像的需求和本領域中對根據(jù)超聲波數(shù)據(jù)來產(chǎn)生X射線斷層照相組合圖像的需求。這些系統(tǒng)可以根據(jù)需要直接電連接，以共享信息，如虛線所示。系統(tǒng)700還包含圖像融合和可視化工作站130。這個工作站130可以包括通用或專用計算機或任何其它類型的圖像處理器。工作站130通過計算機130接收由子系統(tǒng)702和704獲取的數(shù)據(jù)，以形成圖像。優(yōu)選地，工作站130包含將X射線圖像與超聲波圖像配準的處理器和顯示經(jīng)融合的X射線和超聲波圖像的顯示器。
X射線乳房造影成像子系統(tǒng)702可以包括X射線成像系統(tǒng)，它包含2D X射線乳房造影系統(tǒng)(使用數(shù)據(jù)探測器)、3D X射線斷層照相組合系統(tǒng)(其中掃描X射線管，并且相對于靜止的乳房從不同的角度獲取多個投影X射線照片)或3D X射線CT系統(tǒng)(其中用X射線管按角度掃描360度)。同樣，超聲波乳房造影成像子系統(tǒng)704可以包括任何現(xiàn)有的超聲波成像系統(tǒng)或以后開發(fā)出來的超聲波成像系統(tǒng)。上述子系統(tǒng)的任意組合可以包括多模態(tài)系統(tǒng)1，包含使用3D超聲波成像的3DX射線、使用2D超聲波成像的3D X射線、使用3D超聲波成像的2D X射線和使用2D超聲波成像的2D X射線。
附圖7表示雙模態(tài)全特性乳房造影成像系統(tǒng)700。該系統(tǒng)使用乳房造影系統(tǒng)700控制臺上的開關707來在X射線乳房造影子系統(tǒng)702和超聲波子系統(tǒng)704之間進行選擇。開關707可以是控制臺上的傳統(tǒng)開關、乳房造影系統(tǒng)的顯示器上的開關或者可以使用鍵盤、鼠標、觸摸屏選擇或根據(jù)所選擇的條件自動選擇的軟件開關。這一結構在該系統(tǒng)是在超聲波模式下使用時應使用現(xiàn)有乳房造影系統(tǒng)700的高質量顯示器來顯示超聲波圖像。超聲波控制臺的控制要集成到乳房造影控制臺中，以實現(xiàn)單個統(tǒng)一的工作臺。超聲波探頭要使用插到乳房造影構架中的電纜來與該系統(tǒng)連接。這實現(xiàn)了本領于中對用戶相對兩個獨立系統(tǒng)來說更加簡單且更加緊湊的封裝的需求，使得將集成的雙模態(tài)全貌乳房造影成像系統(tǒng)裝配到給定得用戶操作室中更加容易。
附圖8是乳房造影成像系統(tǒng)800的框圖。成像系統(tǒng)800滿足本領域中對使用公共硬件和軟件的互補成像的需求和本領域中對根據(jù)超聲波數(shù)據(jù)得到X射線斷層照相組合圖像的需求。乳房造影系統(tǒng)800包括用于執(zhí)行X射線成像的X射線子系統(tǒng)、用于控制和執(zhí)行對X射線或超聲波圖像的成像獲取的計算機128以及用于存儲、顯示和圖像分析的工作站130。項802是具有位置傳感器806的超聲波探頭，通過附圖6已經(jīng)對其進行了更加完整的介紹。超聲波探頭802和傳感器806可以封裝在一起，以構成用于根據(jù)超聲波探頭為采集的病人受檢體的各個圖像而進行的運動來超聲波成像和確定位置數(shù)據(jù)的超聲波子系統(tǒng)808。示出了用于將超聲波探頭定位在期望位置上的運動控制器804。
運動控制器804可以是被適當編程的微處理器，該微處理器與位置傳感器806相結合，能夠將超聲波探頭放置在期望的位置上，以實現(xiàn)X射線斷層照相切片或切片組。運動控制器804能夠與操作員相協(xié)同地將超聲波探頭802定位在期望的位置上，以進行成像。
附圖9是乳房造影成像系統(tǒng)900的框圖。成像系統(tǒng)900滿足本領域中對使用公共硬件和軟件進行互補成像的需求和本領域中對由超聲波數(shù)據(jù)得到X射線斷層照相組合圖像的需求。該成像系統(tǒng)包括X射線子系統(tǒng)502和超聲波子系統(tǒng)902、908，這在之前的附圖中已經(jīng)進行了描述。通過機器和人員干預的協(xié)同作用，可以操縱超聲波子系統(tǒng)并將其放置到位。這里所指的運動控制器704是將探頭定位到期望區(qū)域上方的電機控制器或操作人員。
乳房造影成像系統(tǒng)900包括第一存儲器910、第二存儲器712和比較器714單元，用于追蹤特定分析所需的圖像的進度表。該分析可以用于圖像的重構、X射線斷層照相組合、融合圖像的目的，或者用于需要一組與所采用的模態(tài)無關的圖像的任何其它技術的目的。第一存儲器910具有由操作員進行的會話所需的圖像的進度表。該會話可以基于位置和方向數(shù)據(jù)進行。例如，會話可以是為了特定的分析或診斷而期望根據(jù)給定的位置和方向得到的圖像。應當理解，會話可以在任意時間點上完成或者可以延后直到進行了其它的測試。第二存儲器912可以是給定會話的圖像集合，這些圖像至少具有指示位置和方向的標記。例如，圖像指示定義成像空間的位置和超聲波探頭902相對于該成像空間的方向的參數(shù)。在對通過一組足夠多的方向而得到的圖像數(shù)據(jù)組已知探頭位置和方向的情況下，可以計算X射線斷層照相圖像重構，以根據(jù)這個數(shù)據(jù)組提供X射線斷層照相圖像和/或3D圖像。在這種結構中，操縱超聲波探頭的操作員有效地取代了CT構架，以能夠獲得足以將圖像重構實現(xiàn)到期望水平的圖像質量的數(shù)據(jù)組的方式來移動探頭。比較器914能夠使用第一存儲器710中的進度表數(shù)據(jù)和第二存儲器912中的成像信息，并且能跟蹤已經(jīng)由探頭覆蓋的位置和方向。比較器914可以是物理電路，或者也可以是能夠提示操作員提供足以完成圖像重構的數(shù)據(jù)還剩下哪些探頭的位置和方向的軟件，如此來指導操作員操作探頭。按照這種方式，在善于保持探頭與病人的接觸而又不會過度壓迫病人或對病人造成不適的操作人員的手工技能可以與計算機的徹底性相結合，從而能夠按照計算機的要求實現(xiàn)充足的數(shù)據(jù)獲取，以通過這些數(shù)據(jù)成功完成X射線斷層照相重構和/或3D圖像分析。
實施方式的方法在前面的部分中，介紹了一種實施方式的操作的系統(tǒng)級概述圖。在這一部分中，將參照一系列流程圖介紹由這樣的實施方式的服務器和客戶端128和130執(zhí)行的具體方法。參照流程圖介紹這些方法使得本領域的技術人員能夠開發(fā)出這些程序、固件或硬件，包括用于在適當計算機化的客戶端上實現(xiàn)這些方法的這樣的指令，這些客戶端的處理器執(zhí)行來自計算機可讀介質的指令。類似地，由服務器計算機程序、固件或硬件執(zhí)行的方法也由計算機可執(zhí)行指令構成。方法1100-1500是通過在固件或硬件上執(zhí)行的或者實現(xiàn)的客戶端程序來實現(xiàn)的，所述固件或硬件是計算機、微處理器或控制器的一部分并且包含需要由計算機128或工作站130采取的動作。
附圖11是按照一種實施方式由計算機128或工作站130實現(xiàn)的方法1100的流程圖。方法1100滿足本領域中對毋需活體組織檢查即可對選定區(qū)域進行檢查的需求。方法1100控制前面附圖中列出的乳房造影系統(tǒng)，以利用不同的傳感器獲取X射線數(shù)據(jù)。
該方法由動作1102開始。在動作1102中，乳房造影系統(tǒng)得到用X射線照射乳房特定一段時間的命令。此外，動作1102讀取容器112中的探測器的輸出，以構成乳房的圖像。除了讀取撞擊在探測器上的X射線之外，該動作還獲取附加信息，比如感興趣的區(qū)域、探測器在容器中的位置和可以需要進一步分析的組織的深度。探測器的位置稱為路標數(shù)據(jù)，并且用途是定義第一探測器在容器中的位置，這是通過不同的自由度來描述。自由度可以從給定的標記向左或向右、從給定的標記向上或向下或者從所定義的層面向外或向內。更加正式地講，容器中的任意空間可以由直角坐標系(比如X，Y，Z)定義，這得到了六(6)個自由度。此外，具有較少自由度(例如2個)的結構仍然可用于定位第二傳感器?？刂七^程進行到動作1104。
動作1104獲取第一數(shù)據(jù)組。第一數(shù)據(jù)組包含諸如X射線的強度、深度信號和路標信號之類的信號?？刂七^程進行到動作1106，以進行進一步處理。
在動作1106中，導出信息。所得出的信息涉及組織的深度、用于為更高DQE圖像定位第二探測器的路標或位置以及使圖像可在具有足夠分辨率的顯示器上看到的強度轉換。然后控制過程進行到動作1108。
在動作1108中，進行照射和探測。在動作1104和1106中或者由用戶(例如醫(yī)生或乳房造影技術人員)識別一個區(qū)域以便用更高級的圖像進行進一步分析，然后用由第一探測器導出的圖像來進行分析。使用路標數(shù)據(jù)，計算機或操作員能夠定位第二探測器，以便得到第二圖像。使用X射線源照射乳房，并且第二探測器測量所發(fā)射的X射線的強度。然后控制過程進行到動作1110。
在動作1110中，獲取第二數(shù)據(jù)組。所獲取的數(shù)據(jù)組由計算機128或工作站130進行處理，產(chǎn)生所照射區(qū)域的圖像。然后控制過程進行到動作1112，以進行進一步處理。
在動作1112中，在高分辨率顯示器上對數(shù)據(jù)組進行可視化?？梢詥为氂^察這些圖像，或者將它們一起組合到單獨一個顯示器中進行觀察。按照另外一種可選的實施方式，可以使用具有雙監(jiān)視器的工作站在不同的屏幕上觀察圖像。
附圖12是按照一種實施方式的由計算機128或工作站130實現(xiàn)的方法的流程圖。方法1200滿足本領于中所對具有公共硬件和軟件的互補成像的需求。該方法的目的是使用具有雙模態(tài)能力的同樣多的圖像探測和顯示電子裝置。取代了使用分立的超聲波和X射線單元，該方法使用X射線系統(tǒng)的部件來處理和顯示超聲波圖像。
該方法從選擇模態(tài)的動作1202開始。之前在說明開關706的時候就已經(jīng)提到，可以通過軟件觸發(fā)器或通過啟動乳房造影系統(tǒng)700的控制臺上的物理開關來選擇模態(tài)。軟件觸發(fā)器可以基于根據(jù)之前使用的統(tǒng)計分析、啟動超聲波探頭上的開關或多種其它可能。在選取了模態(tài)之后，控制過程進行到動作1204。
在動作1204中，確定了超聲波模態(tài)。動作1204判斷是否在動作1202中選擇了超聲波模態(tài)。應當理解，動作1204能夠很容易地嘗試判定是否選擇了X射線模態(tài)。如果選擇了超聲波模態(tài)，則控制過程進行到動作1206，否則控制過程進行到動作1208。
在動作1206中，獲取超聲波數(shù)據(jù)。超聲波數(shù)據(jù)可以按照方法1300、1400或1500來獲取。如果所選擇的模態(tài)是X射線，則可以通過用于獲取X射線數(shù)據(jù)的公知方法或通過方法1100來獲取數(shù)據(jù)。一旦獲取了數(shù)據(jù)，即X射線或超聲波數(shù)據(jù)，則控制過程進行到動作1210。
在動作1210中，創(chuàng)建圖像。所創(chuàng)建的圖像可以是X射線圖像或超聲波圖像。此外，請注意，動作1210實現(xiàn)了，不管是哪種模態(tài)，成像接受器和成像獲取電子裝置中的其余的電子裝置(ref-reg板、探測器控制板和成像探測器電路(IDC))都可以由兩種模態(tài)共同使用。然后控制過程進行到動作1212。
在動作1212中，存儲所創(chuàng)建的圖像。該圖像可以以長期和短期存儲方式保存。傳統(tǒng)的圖像大小是8MB，并且正常情況下每次會話有八個圖像(64MB)，所以短期存儲器可以是計算機128或工作站130上的RAM、ZIP驅動器或硬盤。長期存儲可以通過本領域中公知的畫面歸檔和通信系統(tǒng)(PACS)實現(xiàn)。在存儲了圖像之后，控制過程進行到動作1214，以進一步進行處理。
在動作1214中，對圖像進行顯示。這些圖像應當采用灰度進行顯示，這接近需要最小操作的最佳情況。在這方面，不同的工作站具有不同的能力。通用電氣(General Electric)閱圖工作站能夠顯示8位，這意味著256級灰度。眼睛僅能分辨大約150級灰度。于是問題不是所呈現(xiàn)的灰度級數(shù)量，而是要看到它們包含成像任務所需要的信息。如果將14位數(shù)字圖像壓縮成10位表示，則在具有全部灰度級分辨率的顯示中，僅能看到全部灰度級的1/16。在8位表示的情況下，相應地只能看到全部灰度級的1/64。因此需要提取出要非常仔細呈現(xiàn)的信息。對于通用電氣閱圖工作站來說，一種可行的解決方案是利用可在專用鍵盤上快速加以選擇的數(shù)個不同的窗口層次。
附圖13是按照本發(fā)明的一種實施方式由計算機128或工作站130實現(xiàn)的方法1300的流程圖。方法300滿足本領域中對根據(jù)超聲波數(shù)據(jù)來X射線斷層照相組合圖像的需求。該方法的目的是從波束的完全旋轉(360度)立體圖中獲取受檢體的超聲波圖像數(shù)據(jù)。
該方法開始于將受檢體定位在罩杯中的動作1302。在之前參照附圖5的時候就已經(jīng)提到，乳房是利用真空由罩杯保持在適當?shù)奈恢蒙?，該罩杯可調節(jié)成或設計成對象的形狀。此外，為了提高圖像的質量，可以罩杯的內部或外部涂抹凝膠，以便消除氣隙，這些氣隙能夠通過超聲波束的衰減、反射或散射降低超聲波圖像的總體質量。在將乳房定位在罩杯中之后，控制過程進行到動作1304。
在動作1304中，利用超聲波探頭掃描罩杯的輪廓?？伤欧蚴謩涌刂频倪\動機構沿著罩杯的輪廓行進。運動應當至少沿著四個自由度進行，這四個自由度是基于針對每組切片的360度旋轉的方位角、沿旋轉軸的線性方向、遠離旋轉中心的徑向和探頭相對于運動機構的旋轉軸的角度。在該結構進行了圍繞著罩杯的旋轉之后，在動作1306中，將所獲取的數(shù)據(jù)匯集成準備轉換成圖像的超聲波數(shù)據(jù)。
在動作1308中，創(chuàng)建圖像。在動作1308中，將所獲取的數(shù)據(jù)點轉換成圖像。然后控制過程進行到動作1310。
在動作1310中，針對特定會話確定成像是否完成。如果成像沒有完成，則控制過程進行到動作1304，以進一步處理。如果成像完成了，則存儲圖像，以備進一步分析或觀看。
在動作1312中，存儲所創(chuàng)建的圖像。圖像的存儲可以是長期的，也可以是短期的，這之前在方法1100和1200的說明中已經(jīng)提到了。在存儲動作完成之后，控制過程進行到動作1314，以進行進一步處理。
在動作1314中，在適當?shù)娘@示器上顯示乳房的一個或多個圖像，以進行分析。
附圖14是按照一種實施方式的由計算機128或工作站130實現(xiàn)的方法1400的流程圖。方法1400滿足本領于中對根據(jù)超聲波數(shù)據(jù)來X射線斷層照相組合圖像的需求。該方法的目的是利用在由除了罩杯504之外其他方式約束的乳房上的超聲波探頭從波束的完全旋轉(360度)立體圖中獲取受檢體的超聲波圖像數(shù)據(jù)。超聲波探頭的定位可以通過其它方法實現(xiàn)，包括手工定位，只要能夠得到足夠精確的關于位置(X，Y，Z坐標)和方向的數(shù)據(jù)。能夠確定其位置和方向的超聲波探頭，見附圖6，可以實現(xiàn)這一必須的條件。
方法1400開始于動作1402。在動作1402中，探頭600中的傳感器獲取超聲波探頭相對于所檢查的乳房的位置和方向。在獲取了這些信號之后，控制過程進行到動作1404，以進一步進行處理。
在動作1404中，對所獲取的位置和方向信號加以校正。該校正可以通過表格查詢、信號的數(shù)學處理、濾波或者任何用于校正信號的公知或未來技術來進行。此外，信號的獲取和信號的校正都可以在超聲波探頭600中進行。按照另外一種可選實施方式，校正可以通過乳房造影系統(tǒng)中適當?shù)碾娐坊蜍浖磉M行。在校正了信號之后，控制過程進行到動作1408，以進行進一步處理。
在動作1406中，獲得經(jīng)過校正的信號，并且對其進行處理，以創(chuàng)建超聲波圖像。當獲取了數(shù)據(jù)組時，控制過程進行到動作1408。
在動作1410中，對所創(chuàng)建的圖像進行存儲。圖像的存儲可以是長期的也可以是短期的，這在之前方法1100和1200的說明中已經(jīng)提到了。在完成了存儲動作之后，控制過程進行到動作1412，以進行進一步處理。
在動作1412中，針對特定的會話確定成像是否已經(jīng)完成。如果成像沒有完成，則控制過程進行到動作1402，以進行進一步處理。如果成像完成了，則控制過程進行到動作1414，以進行進一步處理。
在動作1414中，在適當?shù)娘@示器上顯示乳房的圖像，以進行分析。
附圖15是按照一種實施方式的由計算機128或工作站130實現(xiàn)的方法1500的流程圖。方法1500滿足本領域中對根據(jù)超聲波數(shù)據(jù)來X射線斷層照相組合圖像的需求。該方法的目的是通過遵循進度表或維護位置和方向立體圖的列表來獲取圖像數(shù)據(jù)，以形成乳房的三維表示。
該方法由動作1502開始，在動作1502中，操作員、用戶或計算機系統(tǒng)輸入獲取乳房的三維表示所需的圖像的進度表。這里使用的進度表可以包括采集圖像的順序，或者也可以根據(jù)探頭相對于乳房的位置和方向來定義。一旦接收到了進度表，則控制過程進行到動作1504。
在動作1504中，由乳房造影系統(tǒng)按照前面的任何一種方法(比如1100、1200、1300或1400)實施成像。一旦獲取了圖像，則控制過程進行到動作1506。
在動作1506中，給圖像加上標記。該標記可以是有助于與動作1502中列舉的進度表進行比較的任何標簽。例如，該標記可以基于超聲波探頭的位置和方向，或者該標記可以是能與進度表進行比較的文字數(shù)字序列。在為圖像加上標記之后，控制過程進行到動作1508。
在動作1508中，進行成像進度表和已經(jīng)實現(xiàn)的圖像的標記間的比較。如果表明還有其它圖像需要采集，則重復進行動作1504、1506和1508，直到成像進度表中的所有項都與加到曝光圖像上的標記相匹配。該表明過程可以通過維護緩沖器、表格或列表(即由于系統(tǒng)完成而被清除或標明)來完成。
在動作1510中，在適當?shù)娘@示器上可視化乳房的3D表示，以進行分析。
在一些實施方式中，方法1100-1500是作為具體表現(xiàn)在載波中的計算機數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)的，這代表指令序列，該指令序列在由處理器(比如附圖10中的處理器1004)執(zhí)行的時候，使處理器實現(xiàn)各個方法。按照其它一些實施方式，方法1100-1400是作為具有可執(zhí)行的指令的計算機可存取介質實現(xiàn)的，所述可執(zhí)行指令能夠指示處理器(比如附圖10中的處理器1004)實現(xiàn)各個方法。按照經(jīng)過改變的實施方式，介質是磁介質、電介質或光介質。
硬件和操作環(huán)境附圖10是可以實現(xiàn)不同的實施方式的硬件和操作環(huán)境1000的框圖。附圖10的說明給出了實現(xiàn)某些實施方式所結合的計算機硬件和適當?shù)倪\算環(huán)境的概述。實施方式是以計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的形式介紹的。不過，某些實施方式可以完全在計算機可執(zhí)行指令實現(xiàn)在只讀存儲器中的計算機硬件中實現(xiàn)。某些實施方式還可以在客戶端/服務器計算環(huán)境下實現(xiàn)，其中執(zhí)行任務的遠程裝置是通過通信網(wǎng)絡鏈接的?？梢詫⒊绦蚰K放置在分布式運算環(huán)境下的本地和遠程存儲裝置中。
計算機1002包括處理器1004，該處理器可以采用商業(yè)手段從Intel、Motorola、Cyrix和其它公司得到。計算機1002還包括隨機存取存儲器(RAM)1006、只讀存儲器(ROM)1008和一個或多個大容量存儲裝置1010以及系統(tǒng)總線1012，它可操作地將各種系統(tǒng)組件與處理單元1004連接起來。存儲器1006、1008和大容量存儲裝置1010的類型是計算機可存取介質。大容量存儲裝置1010更加具體地講是非易失性計算機可存取介質類型，并且可以包括一個或多個硬盤驅動器、軟盤驅動器、光盤驅動器和盒式磁帶驅動器。處理器1004運行存儲在計算機可存取介質上的計算機程序。
計算機1002可以經(jīng)由通信裝置1016以通信方式與因特網(wǎng)1014相連接。因特網(wǎng)1014的連接在本領域中是公知的。按照一種實施方式，通信裝置1016是響應于通信驅動器經(jīng)由本領域中公知的“撥號連接”連接到因特網(wǎng)的調制解調器。按照另一種實施方式，通信裝置1016是與局域網(wǎng)(LAN)相連接的Ehternet或類似的硬件網(wǎng)卡，局域網(wǎng)本身經(jīng)由本領域中公知的“直接連接”(例如，TI線，等)與因特網(wǎng)相連。
用戶通過諸如鍵盤10110或指示裝置1020之類的輸入裝置將命令和信息輸入到計算機1002中。鍵盤10110能夠實現(xiàn)文本信息到計算機1002中的輸入，這在本領域中是公知的，這些實施方式并不局限于任何特定形式的鍵盤。指示裝置1020能夠實現(xiàn)由諸如各種版本的Microsoft Windows之類的操作系統(tǒng)的圖形用戶界面(GUI)給出的屏幕光標的控制。這些實施方式并不局限于任何特定的定位裝置1020。這樣的指示裝置包括鼠標、觸控板、軌跡球、遙控器和點擊桿。其它輸入裝置(未示出)可以包括麥克風、游戲桿、游戲板、衛(wèi)星接收天線、掃描儀之類的裝置。
按照某些實施方式，計算機1002可操作地與顯示裝置1022相連接。顯示裝置1022與系統(tǒng)總線1012相連。顯示裝置1022能夠實現(xiàn)信息的顯示，包括計算機、視頻和其它信息，以便計算機的用戶觀看。實施方式并不局限于任何特定的顯示裝置1022。這些顯示裝置包括陰極射線管(CRT)顯示器(監(jiān)視器)以及諸如液晶顯示器(LCD)之類的平板顯示器。除了監(jiān)視器外，計算機一般來說包括其它的外圍輸入/輸出裝置，比如打印機(未示出)。揚聲器1024和1026提供信號的音頻輸出。揚聲器024和1026也與系統(tǒng)總線1012相連接。
計算機1002還包括存儲在計算機可存取介質RAM 1006、ROM 1008和大容量存儲裝置1010上并且由處理器1004運行的操作系統(tǒng)(未示出)。操作系統(tǒng)的例子包括Microsoft Windows、Apple MacOS、Linux、UNIX。不過，這些例子并不局限于任何特定的操作系統(tǒng)，并且這些操作系統(tǒng)的結構和用法在本領域中是公知的。
計算機1002的實施方式并不局限于任何類型的計算機1002。按照變化的實施方式，計算機1002包括PC兼容計算機、MacOS兼容計算機、Linux兼容計算機或UNIX兼容計算機。這些計算機的結構和操作在本領域中是公知的。
計算機1002可以使用至少一種操作系統(tǒng)來進行操作，以給出包含用戶可控光標的圖形用戶界面(GUI)。計算機1002可以具有至少一個在至少一種操作系統(tǒng)中運行的網(wǎng)頁瀏覽器應用程序，以使得用戶的計算機1002能夠訪問通過全球資源定位器(URL)地址尋址的內聯(lián)網(wǎng)或因特網(wǎng)萬維網(wǎng)頁。瀏覽器應用程序的例子包括NetscapeNavigator和Microsoft Internet Explorer。
計算機128可以使用到一個或多個遠程計算機(比如遠程計算機130)的邏輯連接在網(wǎng)絡環(huán)境下工作。這些邏輯連接是通過與計算機128或其一部分相連接的通信裝置實現(xiàn)的。實施方式并不局限于特定類型的通信裝置。遠程計算機130可以是另一個計算機、服務器、路由器、網(wǎng)絡PC、終端、對等裝置或其它公共網(wǎng)絡節(jié)點。附圖10中所示的邏輯連接線路包括局域網(wǎng)(LAN)1030和廣域網(wǎng)(WAN)1032。這樣的網(wǎng)絡環(huán)境是辦公室的公共場所、企業(yè)級計算機網(wǎng)絡、內聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)。
當在LAN網(wǎng)絡環(huán)境下使用時，計算機128和遠程計算機130通過網(wǎng)絡接口或適配器1034(是通信裝置1016的一種類型)與本地網(wǎng)絡1030相連接。當在傳統(tǒng)的WAN網(wǎng)絡環(huán)境中使用時，計算機128和遠程計算機130通過調制解調器(未示出)與WAN 1032進行通信。調制解調器(可以是內置的或外置的)與系統(tǒng)總線10102相連接。在網(wǎng)絡環(huán)境中，相對于計算機1002描述的程序模塊或其一部分可以存儲在遠程計算機130上。
計算機128還包括電源1038。各個電源可以是電池。
更加具體地講，在計算機可讀程序的實施方式中，可以使用面向對象語言(比如Java、Smalltalk或C++)以面向對象的方式構成這些程序，并且可以使用過程語言(比如COBOL或C)以面向過程的方式構成這些程序。軟件組件以本領域公知的多種手段中的任何一種進行通信，比如應用程序接口(API)或諸進程間通信技術，如遠程進程調用(RPC)、公用對象請求代理[調度]程序體系結構(CORBA)、組件對象模型(COM)、分布式對象組件模型(DCOM)、分布式系統(tǒng)對象模型(DSOM)和遠程方法調用(RMI)。這些組件在少到一個計算機上運行，如附圖10中所示的計算機128，或者在至少和組件數(shù)量一樣多的計算機上執(zhí)行。
總結介紹了一種乳房造影系統(tǒng)和方法。雖然本文圖解說明和介紹了具體的實施方式，但是本領域的技術人員會意識到，計劃用于實現(xiàn)相同目的的任何結構都可代替所給出的具體實施方式
。本申請文件是用來覆蓋任何修改或改變。
尤其是，本領域的技術人員很容易意識到，方法和設備的名稱并非用來限定實施方式。而且，附加的方法和設備可以加入到組件中，組件中的功能可以重新安排，并且可以引入與未來提高和實施方式中使用的物理裝置相應的新組件，而不會超出實施方式的范圍。本領域的技術人員很容易就能想到，實施方式可以應用于未來的通信裝置、不同的文件系統(tǒng)和新的數(shù)據(jù)類型。
補充的

附圖11是按照本發(fā)明的一種實施方式由計算機或工作站實現(xiàn)的一個方法的流程圖。
附圖12是按照本發(fā)明的一種實施方式由計算機或工作站實現(xiàn)的另一方法的流程圖。
附圖13是按照本發(fā)明的一種實施方式由計算機或工作站實現(xiàn)的又一方法的流程圖。
附圖14是按照本發(fā)明的一種實施方式由計算機或工作站實現(xiàn)的又一方法的流程圖。
附圖15是按照本發(fā)明的一種實施方式由計算機或工作站實現(xiàn)的又一方法的流程圖。
零部件列表用于雙模態(tài)乳房造影圖像探測的系統(tǒng)、方法和設備100 乳房造影成像系統(tǒng)102 X射線輻射源104 準直器106 輻射流108 病人110 輻射部分112 探測器陣列114 線性定位系統(tǒng)116 旋轉系統(tǒng)118 X射線控制器120 電機控制器122 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)124 系統(tǒng)控制器126 數(shù)據(jù)交換裝置128 計算機130 工作站200 容器202 第一傳感器204 第二傳感器206 用于定位第一傳感器的機構208 用于定位第二傳感器的機構210 運動機構300 成像容器302 連接器304 X射線傳感器400 超聲波探頭402 超聲波蓋子404 墊片406 彈性材料
408 壓縮板410 換能器500 成像系統(tǒng)502 病人的受檢體504 罩杯506 凝膠508 運動子組件510 運動子組件512 運動子組件514 運動子組件600 超聲波成像探頭602 把手604 成像平面606 感興趣的區(qū)域608 感興趣區(qū)域的坐標610 傳感器坐標612 傳感器700 成像系統(tǒng)702 X射線子系統(tǒng)704 超聲波子系統(tǒng)706 開關800802 超聲波探頭804 位置傳感器806 運動控制器808 超聲波子系統(tǒng)900 成像系統(tǒng)902 超聲波探頭904 運動控制器906 位置傳感器908 運動機構系統(tǒng)910 第一存儲器
912 第二存儲器914 比較器1000 硬件和操作環(huán)境1004 處理器1006 隨機存取存儲器(RAM)1008 只讀存儲器(ROM)1010 一個或多個大容量存儲裝置1012 系統(tǒng)總線1014 因特網(wǎng)1016 通信裝置1018 鍵盤1020 指示裝置1022 顯示裝置1024 揚聲器1026 揚聲器1030 局域網(wǎng)(LAN)1032 廣域網(wǎng)(WAN)1034 網(wǎng)絡接口1036 網(wǎng)絡接口1038 電源1100 流程方法1102 照射和探測1104 獲取數(shù)據(jù)組1106 導出信息1108 照射和探測1110 獲取數(shù)據(jù)組1112 使數(shù)據(jù)組可視化1200 流程方法1202 選擇模態(tài)1204 判斷塊1206 獲取超聲波數(shù)據(jù)1208 獲取X射線數(shù)據(jù)
1210 創(chuàng)建圖像1212 存儲圖像1214 顯示圖像1300 流程方法1302 定位在罩杯中1304 跟隨罩杯的輪廓1306 獲得超聲波數(shù)據(jù)1308 創(chuàng)建圖像1310 判斷塊1312 存儲圖像1314 顯示圖像1400 流程方法1402 獲取位置方向信號1404 校正信號1406 獲得超聲波數(shù)據(jù)1408 創(chuàng)建圖像1410 存儲圖像1412 判段塊1414 顯示1500 流程方法1502 成像進度表1504 執(zhí)行成像1506 加上標記1508 比較器1510 產(chǎn)生3D圖像
權利要求
1.一種乳房造影系統(tǒng)(100)，具有X射線源(102)、乳房壓縮板(408)和數(shù)字圖像接受器(112)，該接受器包括運動機構(210)；與運動機構連接的第一探測器(202)，可操作地從所述X射線源(102)接收能量，并且用于提供路標數(shù)據(jù)和X射線源數(shù)據(jù)；和與運動機構連接的第二探測器(204)，可操作地接收X射線源(102)能量，并且用于提供X射線源數(shù)據(jù)。
2.一種乳房造影系統(tǒng)(100)，包括X射線源(102)；乳房壓縮板(408)；和數(shù)字圖像接受器(112)，該接受器包括第一探測器(202)，從所述X射線源(102)接收能量，并且用于提供X射線源數(shù)據(jù)；和電連接器(302)，能夠連接至少一個外部裝置(400)。
3.一種乳房造影系統(tǒng)(100)，進一步包括X射線源(102)；乳房壓縮板(408)；和數(shù)字圖像接受器(112)，包括第一探測器(202)，從所述X射線源(102)接收能量，并且可操作地提供X射線源數(shù)據(jù)；至少一個超聲波探測器(400)，從外部與數(shù)字圖像接受器(112)相連接；和超聲波發(fā)射器(400)，從外部與數(shù)字圖像接受器相連接，其中乳房造影系統(tǒng)(100)使用來自超聲波發(fā)射器(400)和超聲波探測器(400)的超聲波測量來構成病人乳房的圖像。
4.一種乳房造影系統(tǒng)(100)，包括X射線乳房造影成像子系統(tǒng)(702)，適用于對乳房進行成像；超聲波乳房造影成像子系統(tǒng)(704)，適用于對乳房進行成像；選擇開關，用于在X射線乳房造影成像子系統(tǒng)(702)和超聲波乳房造影成像子系統(tǒng)(704)之間進行選擇；配置成獲得和存儲來自于所選定成像子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的裝置(910，912)；和顯示裝置(1022)，可操作地顯示至少一個由所述裝置獲得或存儲的圖像。
5.一種用于產(chǎn)生受檢體的一部分的三維超聲波圖像的設備，該設備包括第一存儲裝置(910)，用于存儲成像進度表，該成像進度表是由位置和方向定義的；超聲波探頭(802)，用于產(chǎn)生受檢體的一部分的超聲波圖像數(shù)據(jù)，其具有表示與受檢體的一部分相關的位置和方向的標記；運動控制系統(tǒng)(806)，用于相對于受檢體的所述部分移動超聲波探頭(802)，并且用于感應探頭的位置，該運動控制系統(tǒng)包括對探頭運動的第一軸控制、第二軸控制、第三軸控制和第四軸控制；第二存儲裝置(910)，用于存儲成像數(shù)據(jù)的位置和方向；比較器(914)，用于對成像數(shù)據(jù)和成像進度表進行比較，并且產(chǎn)生完成的指示或至少一個位置和方向；和計算機(128)，用于根據(jù)完成的指示或至少一個位置和方向、通過超聲波圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維超聲波圖像。
6.一種用于產(chǎn)生乳房的超聲波圖像的設備，該設備包括中空腔體(504)，用于將乳房保持在正確的位置上，以便由超聲波探頭(802)進行成像；運動系統(tǒng)(508，510，512，514)，用于相對于中空腔體(504)中的乳房來移動超聲波探頭(802)；超聲波探頭(802)，用于產(chǎn)生中空腔體(504)中的乳房的超聲波圖像數(shù)據(jù)；和計算機(128)，用于根據(jù)超聲波圖像數(shù)據(jù)并且根據(jù)關于空間配準的信息來產(chǎn)生超聲波圖像。
7.一種超聲波系統(tǒng)，進一步包括超聲波探頭(802)，該超聲波探頭(802)包括傳感器(610)，能夠提供表示位置和方向的信號；和能夠校正位置和方向信號并且能夠產(chǎn)生表示超聲波探頭(802)相對于某個對象的實際位置和方向的信號的裝置(128)。
8.一種由乳房造影系統(tǒng)(100)執(zhí)行的乳房造影方法，該乳房造影系統(tǒng)進一步包括用于約束乳房的乳房形罩杯，該乳房造影方法包括將要成像的乳房定位到罩杯(504)中；將乳房形罩杯外側的超聲波探頭(802)移動到期望的位置(806)上，以便對乳房進行成像；對乳房施加超聲波能量(902)并且探測反射的超聲波能量；從反射的超聲波能量獲得(900)數(shù)據(jù)；創(chuàng)建從反射的超聲波能量所獲得的數(shù)據(jù)的圖像表示；存儲(910，912)根據(jù)反射的超聲波能量得到的圖像表示；和顯示所創(chuàng)建或存儲的圖像表示。
9.一種產(chǎn)生受檢體的一部分的三維超聲波圖像(1510)的方法，該方法包括存儲(910，912)由超聲波探頭(802)的位置和方向定義的成像進度表；將超聲波探頭(802)移動到由位置和方向定義的部位；產(chǎn)生(900)至少一個具有表示位置和方向的標記的超聲波圖像；存儲(910，912)表示超聲波圖像的位置和方向的標記；存儲(910，912)所產(chǎn)生的具有表示位置和方向的標記的超聲波圖像；將所存儲的標記和所存儲的成像進度表進行比較(1508)；根據(jù)所存儲的標記與所存儲的成像進度表的比較結果產(chǎn)生(1412)完成的指示；如果指示是未完成，則重復(1412)前面的步驟；和根據(jù)完成的指示通過所存儲的超聲波圖像產(chǎn)生三維超聲波圖像(1510)。
10.一種由醫(yī)療成像系統(tǒng)執(zhí)行的醫(yī)療成像方法，該醫(yī)療成像系統(tǒng)進一步包括超聲波探頭(802)，該方法包括對受檢體的一部分施加超聲波能量(1102)，并且探測反射的超聲波能量；接收來自超聲波探頭(802)的信息(1104)，該信息指明與受檢體的所述部分相關的位置和方向；根據(jù)反射的超聲波能量和所接收的表示位置和方向信號的信息來獲得數(shù)據(jù)(1104，1110)；創(chuàng)建根據(jù)反射的超聲波能量所獲得的數(shù)據(jù)的圖像表示(1210，1212)；存儲根據(jù)反射的超聲波能量得到的圖像表示(1212)；和顯示(1210)所創(chuàng)建或所存儲的圖像表示。
全文摘要
給出了系統(tǒng)和方法，通過所給出的系統(tǒng)和方法，乳房造影成像系統(tǒng)(100)提供了能夠共享諸如計算機(128，130)和顯示器(1022)之類公共硬件的X射線和超聲波成像。通過使用具有比全視角傳感器(610)所能獲得的DQE更高的第二傳感器(610)，以較高的圖像質量用X射線對小的感興趣區(qū)域進行成像。按照某些實施方式，給出了專用的罩杯(504)，來將受檢體固定到固定位置上，與來自手持探頭(600)上的傳感器(612)的超聲波探頭(802)的位置和方向數(shù)據(jù)一起收集超聲波圖像數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)，可以直接觀看到圖像，或者可用于重構任何期望截面的X射線斷層照相切片圖像，或者可用于各種“3D”圖像可視化方法。使用了由超聲波探頭(802)的位置和方向定義的成像進度表來產(chǎn)生三維超聲波圖像(510)。
文檔編號A61B6/03GK1872001SQ200510129178
公開日2006年12月6日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權日2004年9月30日
發(fā)明者D·C·諾伊曼, H·瓦菲 申請人:通用電氣公司