专利名称：乳房摄影基准系统的制作方法
技术领域：
本主题技术一般涉及乳房摄影，更特别地，涉及相同乳房的空间配准连续乳房摄影图像。
背景技术：
乳房X线照片的每年筛检是用于乳癌的早期侦测的医学建议程序，例如，40岁或以上的女性。不幸的是，尤其是在经期前的女性之中，此程序容易有伪阳性以及一些忽略掉
的癌症。
发明内容
本主题技术着重在乳房摄影上，但不限于此应用。在乳房摄影中，本主题技术涉及相同乳房的连续图像的空间配准。在两个乳房X线照片的适当配准中，在所述两个乳房X线照片中相应位置的像素值偏差将代表在那个位置的乳房中的生长、损伤或有病的组织。本主题技术中的“基准标记”是乳房组织中可提供参考点的任何天然或人工植入的物体或染色，其中可将两个连续的乳房X线照片重迭而具有高精密度。皮肤上的小刺青或可辨识的小点钙化为可能的基准标记的范例。在主题揭露内容的一个具体实施例中，用于乳房摄影的系统可包含第一压缩构件、第二压缩构件、第一图像传感器、第二图像传感器以及校直系统。所述第一压缩构件可配置成用以接触乳房的第一侧。所述第二压缩构件可配置成用以接触乳房的第二侧，所述第二侧实质上相对于所述第一侧。所述第一图像传感器可耦合至所述第一压缩构件，且可配置成用以侦测位于所述乳房第一侧的第一基准标记的位置。所述第二图像传感器可耦合至所述第二压缩构件，且配置成用以侦测位于所述乳房第二侧的第二基准标记的位置。所述校直系统可从所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的至少一个接收信息，基于所述信息帮助所述第一基准标记以及所述第二基准标记的校直。在一些具体实施例中，系统还包含定位器,所述定位器基于信息而移动第一压缩构件以及第二压缩构件的至少一个，使得乳房被移动以校直第一基准标记以及第二基准标记。在一些具体实施例中，系统还包含第一基准标记，其中所述第一基准标记被配置为放置在乳房第一侧的皮肤表面的大约1cm内。在一些具体实施例中，系统还包含第二基准标记，其中所述第二基准标记被配置为放置在不同于第一侧的乳房的第二侧的皮肤表面的大约1cm内。在一些具体实施例中，第一压缩构件包含桨。
在一些具体实施例中，第一基准标记以及第二基准标记包含一个或多个刺青。在一些具体实施例中，第一基准标记以及第二基准标记非肉眼可见。在一些具体实施例中，当受到紫外光照明时，第一基准标记以及第二基准标记是肉眼可见的。在一些具体实施例中，第一基准标记以及第二基准标记是不透射线的。在一些具体实施例中，校直系统包含配置成用以进一步帮助第一基准标记以及第二基准标记的校直的摄影软件。在一些具体实施例中，系统还包含电磁福射系统，电磁福射系统用以产生电磁福射，以帮助乳房图像的产生。在一些具体实施例中，电磁辐射包含X射线。在一些具体实施例中，系统还包含至少配置成用以在初始时间获取乳房的第一放射摄影图像的第一放射摄影图像获取平台。在一些具体实施例中，系统还包含至少配置成用以在初始时间的后续时间获取乳房的第二放射摄影图像的第二放射摄影图像获取平台。在一些具体实施例中，系统还包含减影射线摄影术系统，所述减影射线摄影术系统配置成用以从第二放射摄影图像扣除第一放射摄影图像，以帮助侦测在初始时间以及后续时间之间已发生的乳房中的放射摄影改变。一些具体实施例包括一种用于乳房摄影的方法，包含下述步骤:通过第一压缩构件接触乳房的第一侧，以及通过第二压缩构件接触实质上相对于乳房的第一侧的第二侧。所述方法还包含下述步骤:通过耦合至所述第一压缩构件的第一图像传感器侦测位于所述乳房的第一侧的第一基准标记的位置，以及通过耦合至所述第二压缩构件的第二图像传感器侦测位于所述乳房的第二侧的第二基准标记的位置。所述方法还包含下述步骤:在校直系统从所述第一图像传感器和第二图像传感器的至少一个校直信息，以及基于所获取的信息，校直所述第一基准标记以及第二基准标记。在一些具体实施例中，校直包含移动第一压缩构件和第二压缩构件的至少一个，使得乳房被移动，以基于所接收的信息来校直基准标记。在一些具体实施例中，所述方法还包含下述步骤:将所述第一基准标记放置在乳房第一侧的皮肤表面大约Icm内。在一些具体实施例中，所述方法还包含下述步骤:将所述第二基准标记放置在乳房第二侧的皮肤表面大约Icm内。在一些具体实施例中，所述方法还包含下述步骤:通过摄影软件来校直第一基准标记以及第二基准标记。在一些具体实施例中，所述方法还包含下述步骤:产生电磁辐射，以产生乳房的放射摄影图像。在一些具体实施例中，所述方法还包含下述步骤:在初始时间获取乳房的第一图像。在一些具体实施例中，所述方法还包含下述步骤:在初始时间的后续时间获取乳房的第二图像。在一些具体实施例中， 所述方法还包含下述步骤:从第二图像扣除第一图像，以侦测乳房中在初始时间以及后续时间之间已发生的改变。应了解的是，从下述详细的描述，本主题技术的其它具体实施例对于本领域的技术人员而言将变得立即地显而易见，其中藉由示例的方式示出并描述了本主题技术的各种具体实施例。如同将领略的，本主题技术能够有其它以及不同的具体实施例，且其数个细节能够有在各种其它方面的修饰，全不悖离本主题技术的范围。因此，附图以及详细的描述在本质上被视为示例性且非为限制性。
被包括用以提供本主题技术的进一步了解，且被并入并构成此说明书一部分的附图标例了本主题技术的多个方面，并与描述一起作为用以解释本主题技术的原理。图1是示出在时间t=0的初始乳房X线照片(“乳房摄影O”)的范例的示意图；图2是示出在时间t=T的后续乳房X线照片(“乳房摄影T”)的范例的示意图；图3是示出从图2的乳房摄影T扣除图1的乳房摄影O的范例的示意图；图4、5以及6是示出在病人乳房中数对相对的隐形刺青的位置的示例性图像；图7是图像获取构造的一方面的示意性呈现的范例；图8是示出CC图像的四个刺青的前视图的示例性示意图；图9示出了每个乳房X线照片使用四个刺青而用于抑制转换以及旋转失真的示例性过程；图10示出了在对紫外光为半透的两个板子之间压缩的乳房的范例；图11示出了以直边缘校直的弹性透明塑料的范例，所述直边缘被配置成用以帮助乳房的精确校直；图12示出了投射在对X射线敏感的板子上的刺青点的两个线性数组的示例性X射线图像，其中邻近的点配对被等距离地分开；图13示出了简化刺青为基础的配准构造或系统的范例；图14示出了 x y可调整的桨的范例；图15示出了乳房摄影单元的范例；图16示出了透明桨以及传感器平台的范例；图17示出了定位显微镜台的范例；图18示出了乳房组织的压缩人造球形模型的范例，所述乳房组织具有沿着X射线束垂直校直的相对刺青；图19示出了具有平面层的压缩乳房的前视图，所述平面层含有平移至右边的两个钙化物；图20示出了两个中间钙化物的扭曲位置以及乳房中间直径的缩小的范例；图21是由电子计算器仿真的非线性弹簧连系的水平或垂直间隔的像素对的示例性示例；图22是代表电子计算器仿真的非线性弹簧的特征的单调非线性函数f (x)的范例标绘图；图23示出了在图像MO中沿着实直线从刺青A至刺青B的像素值以及在转换3完成之后在图像MT中沿着所述线的转换的像素值的范例比较；
图24是示出除了用于匹配像素的刺青之外，用于模拟未匹配像素的位置的刺青，以帮助在数字皮肤中仿真乳房的扭曲的示例性示意图；图25示出了电子计算器仿真的弹簧负载的三维像素的范例。
具体实施例方式下面提及的详细描述意欲作为本主题技术各种具体实施例的描述，且不意欲代表其中可实施本主题技术的唯一具体实施例。附带的附图并入于本文中，并构成所述详细描述的一部分。所述详细描述包括具体的细节，用于提供本主题技术的完整了解。然而，对于本领域的技术人员而言将为显而易见的是，可实施本主题技术而无这些具体的细节。在一些例子中，熟知的结构以及组件以区块图标的形式示出，以避免模糊本主题技术的概念。相似或类似的组件可使用相同的组件数字来标示以用于容易了解，或可在揭露内容中指出一个组件可为不同组件的范例。本主题技术的具体实施例可被设计成用以克服在筛选绝经前期女性中的错误，例如，特别是用以减少伪阳性的数量。在一些具体实施例中，·获得了乳房的两个乳房X线照片，以完全相同的乳房位置、相同的乳房摄影单元以及相同电子设定，但数月分隔而产生的每个乳房X线照片。在理想的条件下，除了新的生长或病变的外观，第二乳房X线照片可相似于第一乳房X线照片。此理想的条件示例于图1以及2中。图1示出了在初始时间t=0的初始乳房X线照片100(“乳房摄影O”)。图2是描绘在较晚时间t=T的后续乳房X线照片(“乳房摄影T”)的范例的乳房X线摄影图像。乳房摄影T可为相同乳房组织的范例，当以所述初始乳房X线照片的组织完美地校直时，示出了所述乳房组织以及“O”形的模型生长102。在一些具体实施例中，乳房摄影O以及乳房摄影T之间差异的绝对值是所述生长0102。此差异示于图3中。此差异揭示了所述病变，例如生长0102，其在O < t ( T的间隔中生长。一个实际上的挑战包括将乳房放置在完全相同的位置，以获取乳房摄影O以及乳房摄影T。因此，在减影的图像中，即乳房摄影O扣除乳房摄影T中，病变的生长常可变得模糊。在本主题技术的一方面中，可将信托标记，例如隐形刺青，植入在乳房中，以能够准确地再定位所述乳房，并因此改进从乳房摄影T扣除乳房摄影O。使用人造乳房模型以及活体内的实验均可实施，以建立改善减影的实际可行性。各种减影技术可与本主题技术结合而实施。本主题技术的一方面包含时间减影射线摄影术。时间减影射线摄影术可为数字乳房摄影的一个形式，且可被定义成从后续图像扣除一个放射摄影图像。时间减影射线摄影术在侦测放射摄影的改变中可为有用的，所述改变已在介于其中的时间间隔期间发生。当介于两个连续X光片之间的时间间隔小的时候，例如几秒，可更轻易地完成时间减影射线摄影术。因为较长的介于中间的时间期间，不相同的病人位置对于时间减影增加了另一方面的挑战。数字减影血管造影术(DSA)可为时间减影射线摄影术的一种形式。DSA可通过先取得病人解剖学的数字X光片(屏蔽)基线，然后之后立刻(不移动所述病人)注射不透射线的对比剂于所述病人解剖学中，并取得所述病人解剖学的额外X光片来完成。当所述病人不在所述程序期间移动时，在所述屏蔽X光片中所见到的解剖结构可从后续图像中扣除，藉此提供非常详细的结果。因为扣除了所述背景解剖学，在放大的细节中揭示了剩余对比增强的血管。数字式减影可改进在分得很开的时间获得的X光片的敏感度或准确度，例如胸部X射线。然而，在数个月或数年期间病人姿势、身体大小以及体形的改变导致X光片的配准不良，因此导致不佳的减影结果。一个方式可包括利用放射摄影图像的非线性扭曲而使用软件来校直病人的骨头标志(肋骨以及脊椎)。在这种再校直以及两个图像的减影之后，隐约的肺结节应变得更明显。对于乳癌钙化的乳房X线摄影研究是未实现的潜在应用。本主题技术的一些具体实施例利用时间减影射线摄影术以改进或实现对于乳癌钙化的乳房X线摄影研究的潜在可能。乳房摄影测试中碰到的一些挑战包括乳房组织缺乏可靠的放射摄影解剖学标志。其它的挑战包括:1)常规筛检乳房X线照片之间一年或更久的时间间隔；2)缺乏骨头解剖学标志，否则所述标志将帮助两个非同期乳房X线照片的校直；以及3)与乳癌有关的非常小的微钙化。本技术的一些具体实施例可克服至少一些这些挑战。在本主题技术的一些具体实施例中，描述了用以增强侦测被纤维腺体组织模糊的乳房病变的敏感度以及特异性或准确性的构造或装置以及使用所述构造的程序或方法。在一些具体实施例中，可将一个或多个信托标记，例如，可在正常情况下为隐形的一个或多个刺青，植入于乳房中，以能够准确地再定位所述乳房。所述一个或多个刺青可在紫外光照明下被肉眼看见，或可为不透射线的。一个或多个方法或过程可用以校直并定向乳房摄影机的一个或多个定位桨之间的乳房。例如，摄影软件(例如，非线性扭曲)可用以校直乳房的两个放射摄影图像。一个或多个方法、构造或过程可用以从在后续或较晚时间的第二乳房摄影或放射摄影图像减影在初始时间的初始乳 房摄影或放射摄影图像。在一些具体实施例中，加强软件可用以增加锐利度或增进减影图像的精确度。在其它具体实施例中，反复的几何最佳化以及统计推论，例如，可用以重复地改进出现在两个放射摄影图像中的物体的部分匹配。这些过程可在所述乳房X线照片的分开区段上逐步地完成，或在整个乳房X线照片上全局地完成。本文中所描述的技术也可在其它的应用中实施，例如乳房X线摄影断层合成以及法医脸部识别。一般而言，乳房被放在两个压力板之间(例如，板子I以及板子2)，有时称为桨以及平台。在一些具体实施例中，一个或多个压力板用于放置所述乳房。在其它的具体实施例中，可修饰病人的乳房以及所述压力板，以能够准确地减影相同乳房的连续乳房X线照片。图4、5以及6是示出病人乳房200中相对隐形刺青对202的位置的示例性图像。特别是，图4示出了头脚向(CC)的刺青位置侧视图的范例，例如，以及图5示出了斜位向(MLO)的刺青位置俯视图的范例。图6示出了 CC以及MLO视野的刺青位置前视图的范例。为了清楚的目的，特殊的刺青形状已用以区分邻接板子I的刺青以及邻接板子2的刺青。在图4至6中，三角形刺青放在邻接至板子1，以及星形刺青放在邻接至板子2。在一些具体实施例中，可对于每个视野实施一个或多个刺青。在其它的具体实施例中，对于每个视野可实施两个或多个刺青。可将本文中所描述的技术描述成刺青辅助的减影射线摄影术。图7是图像获取构造的一方面的示意性呈现的范例。特别是，图7示出了在乳房200的相对侧的两个刺青202，所述乳房200被放在两个压力板300以及两个可移除相机302之间，在一些具体实施例中，包括照明环304、镜片306以及高分辨率图像传感器308，以帮助计算以及控制所述两个刺青的位置而用于乳房X线摄影呈像。在每个相机中，图像被侦测并存储在电子传感器数组中。本主题技术的一方面，提供了一种决定乳房摄影T (参见图2)中两个刺青的位置，以及再校直乳房摄影T中的所述刺青以匹配乳房摄影O (参见图1)中的刺青的方法。所述再校直可藉由从所再校直的乳房摄影T扣除乳房摄影O而能够显示不正常的生长。本主题技术的其它具体实施例通过改进连续乳房X线照片的配准而增强乳房摄影中不正常的能见度。可通过控制下述变量而对于相同乳房的两个连续乳房X线照片来执行再定位乳房:d代表板子I以及板子2之间的距离，(xl，yl)代表板子I上刺青图像中心的位置，以及(x2，y2)代表板子2上刺青图像中心的位置。在一些具体实施例中，对于两个连续乳房X线照片再定位乳房的过程可包括校直X射线束的轴的中心，以至于它穿过相机I以及相机2的两个图像传感器数组的起源(XI，yl)= (x2,y2)= (0,0)o所述过程还可包括，在时间t=0，将病人的乳房放置在两个板子之间，并测量d的值,例如，由d (O)表示。所述过程也优选地包括,在时间t=0,测量以及存储两个刺青的位置:(xl (0),yl (O))以及(x2 (0),y2 (O))。向量位移(x2 (0)-xl (0),y2(0)-yl (0))可由Q表示。额外的步骤是用以获得并存储乳房摄影O。在所述过程的进一步步骤中，移动板子1，以至于在板子I的乳房摄影O的刺青被呈像在相机I的传感器数组的起源。此外，可移动板子2，以至于在板子2的乳房摄影O的刺青可被呈像在相机2的传感器数组中的位置Q。在一些具体实施例中，过程进一步包括，在时间t=T，将病人乳房放置在两个板子之间，设定d (T) =d (0)，并测量以及存储在板子I的刺青位置，S卩，(xl (T), yl (T))。在一些具体实施例中，所述过程的进一步步骤包括，可在xy域中移动板子2，以至于(x2 (T),y2 (T))= (xl (T),yl (T))+Q，然后获得并存储乳房摄影T。然后，在一些具体实施例中，所述过程继续进一步的步骤，其中可移动板子1，以至于在板子I的乳房摄影T的刺青可被呈像在相机I的传感器数组的起源。所述过程也优选地包括移动板子2，以至于在板子2的乳房摄影T的刺青被呈像在相机2的传感器数组中的位置Q。在一些具体实施例中，过程确保对于刺青的呈像光学从乳房摄影O至乳房摄影T是未改变的。在所述过程的进一步步骤中，高斯滤波器可用以抑制乳房摄影O以及乳房摄影T中的高频率噪音。在一些实施中，皮下的标记结合乳头以及乳房界线可用以作为校正从乳房的一个乳房X线照片至相同乳房的第二乳房X线照片的移动中，所述乳房粗略形状的小改变。在一些具体实施例中，可实施所述乳房的两个图像的平均密度校正(例如，所述校正可能需要所述两个平均密度是相同的)。在一些具体实施例中，包括密度等于或超过典型微钙化物的一些或所有的像素或小点被保留，且所调整的图像被表示为乳房摄影Oa以及乳房摄影Ta。在另一个示范性的步骤中，过程可包括计算以及存储I乳房摄影Oa-乳房摄影Ta |，即乳房摄影Oa以及乳房摄影Ta之间的差异的绝对值。在一些具体实施例中，本主题技术增强了 I乳房摄影Oa-乳房摄影Ta I中不正常生长的能见度。
因为所述乳房是由软组织构成，再定位乳房，例如在后续时间，可能会产生不均匀的失真。所述失真可包括垂直于X射线轴的平面中的失真，例如转换以及旋转失真。这些类型的失真中的每一个可以不同的数量出现在板子I以及板子2中。在本主题技术的一些实施中，额外的刺青可用以克服这些失真的各种组合。例如，如上所述，可通过每个图像使用两个或多个的刺青来克服转换失真。为了本主题技术的精确，板子I以及2可通过xy平面中的转换以及旋转来调整。板子I以及2也可通过xyz平面或其它旋转平面中的转换以及旋转来调整。转换以及旋转失真可通过使用四个刺青来抑制，例如，如同图8中所示。特别是，图8是示出病人的乳房200中对于CC图像的四个刺青202的前视图的范例示意图。图9示出了每个乳房X线照片使用四个刺青而用于抑制转换以及旋转失真的示例性过程。本主题技术的一些方面包括两个CC视野；一个在时间t=0以及另一个在时间t=T的视野的分析。在一些具体实施例中，图9的每个线段结合了在相同板子中的刺青图像对，且两个板子的每一个提供了其本身的失真。与所述两个板子有关的所述失真可分成两个部分:(i)与板子I有关的失真，以及(ii)与板子2有关的额外失真。在本主题技术的一些具体实施例中，失真的配准可被抑制。关于图9而示出了这种抑制的范例如下。在图9中，考虑了线段的上排图像。此排中的t1(l线段在t=0结合了板子I中的两个刺青，即Μ (O)以及σ1 (O)。tn线段在t=T结合了板子I中的两个刺青，即π I (T)以及σ (T)。通过在时间T转换板子1，以至于Jil (O)=Ji I (T)，图9中第三排的图像描绘了板子I中的转换失真的抑制。通过转换所述tn线段直到t1(l以及tn线段的上端点重迭，此转换的结果被描绘在图9的第三排中。以类似的方式，通过转换t21线段直到所述t2(l线段以及t21线段的上端点重迭，板子2中转换的抑制结果被描绘在图9中。通过绕着所述t1Q线段的上端点旋转板子1，直到向量[π I (T), σ I ( T )]的方向与所述向量[H I (O), O I (T)]的方向匹配，图9中的第四排图像显示了板子I中旋转失真的抑制。通过所述til线段的方向与所述t1(l线段的方向的一致，图9示出了此匹配。通过绕着所述t21线段的上端点旋转板子2，直到t21向量[π 2 ( T )，ο 2 ( T )]的方向与t2Q向量[312 (O), σ 2 (O)]的方向匹配，图9中第五排的图像示出了板子2中旋转失真的抑制。通过所述t21线段的方向与t2(l线段的方向的一致，在图9的第五排中示出了此匹配。在本主题技术的一些具体实施例中，配准失真可包括子种类的配准失真。转换的子种类的一些范例为滑动以及滚动，以及旋转的子种类的一些范例为旋转(spin)以及扭转。在一些具体实施例中，对于转换的配准失真的两个子种类，以及对于旋转的两个子种类，可取决于板子I以及2中的失真是否相等或不相等而可视化。如果板子I中的转换失真等于板子2中的转换失真，所述失真可相当于乳房从一个图像形成至下一个的刚性滑动。如果板子I以及2中的转换失真不相等，所述失真可相当于刚性滑动以及非刚性滚动的组合。在滚动中，乳房的皮肤滚动，或绕着一个或多个轴在所述板子之间移动，很像是链条咬合缠绕着两个轮子(例如，如同在农场拖拉机)的动作。在一些具体实施例中，如果板子I中的旋转失真完全地等于板子2中的旋转失真，所述失真可相当于乳房绕着垂直 于X射线束或呈像X射线的轴的刚性旋转。在一些具体实施例中，所述旋转可垂直于用于乳房X线摄影呈像的呈像装置的视线。所述旋转也可垂直于xyz轴或板子I和/或板子2和/或所述呈像装置的一些其它轴。如果板子I以及2中的旋转失真不相等，所述失真相当于刚性旋转以及非刚性扭转的组合。在扭转中，邻接于板子I的乳房皮肤以及邻接于板子2的乳房皮肤是以相反的方向旋转(例如顺时针以及逆时针)。在本主题技术的一些具体实施例中，如同图10至12中所示，每个图像可使用多于四个刺青来克服相同乳房的连续呈像中的复杂几何转换。在图10至12中所示例的具体实施例中，所述乳房包括十二个刺青:六个刺青在上板子旁，以及六个刺青在下板子旁。特别是，图10示出了在两个板子300之间压缩的乳房200的范例，所述两个板子300对于紫外光是半透的。每个刺青可被配置成用以在紫外光照明下发出荧光。在一些具体实施例中，所述上六个刺青202可被配置成三对，且每对可被定向成垂直于乳头-胸轴。所述下六个刺青202可被定向成三对，且每对可被定向成平行于所述乳头-胸轴。在一些具体实施例中，刺青的数量可多于六个或少于六个。例如，在乳房的一侧或两侧，刺青的数量可为1、2、
3、4、5、7、8或更多个。在一些具体实施例中，可使用具有完成与多个刺青相同目的的特定设计的单一刺青。图11中示出的紫外光照明以及有弹性的塑料校直工具310可帮助乳房的精确校直。图12示出了上以及下数组的刺青202的迭置X射线图像在两个时间上分开的乳房X线照片的扣除制备中如何可帮助达成乳房的精确定位。在扣除所述两个时间上间隔的乳房X线照片之前，使用者，例如，放射师，可调整两个压缩板子或桨，以至于所述两个乳房X线照片中的纤维腺体组织精确地重迭。在本主题技术的一些具体实施例中，多个刺青可用以克服在相同乳房中的连续呈像中的复杂几何失真。此外，反复的适应程序可用以抑制所述多个刺青所揭示出的额外失真。参见图13，示出了一种简化的刺青为基础的配准构造或系统的范例。在所述简化的刺青为基础的配准构造或系统的一些具体实施例中，消除了可见光相机，且通过X射线呈像的帮助来校正配准失真。在所述简化的刺青为基础的配准构造或系统的一些具体实施例中，可在Xy平面中调整桨，使得在时间t=T的乳房200中两个刺青202的相对位置与它们在t=0时的相对位置相同。所述桨可意指xy可调整的桨312。可调整的桨的一个范例是图14中所示例的Hologic “接触桨”314。本主题技术的一些具体实施例在乳房上使用隐形刺青作于用于准确再定位所述乳房的永久参考。所述隐形刺青可被配置成用以在连续乳房X线照片的减影之后能够增强不正常生长的能见度。所述刺青可基于Richard R.Anderson等人的美国专利编号6814760(“Richard”)的永久、可移除组织标记中所描述的技术的修饰，其并入于本文中以作为参考。Richard描述了包含具有胶囊的微颗粒的“可移除刺青墨水”，胶囊含有水溶性彩色墨水。所述微颗粒可以许多不同的无毒颜色制成，并注入皮肤中，以产生永久可见但可移除的装饰性刺青。本主题技术的一些方面使用产生永久、最低限度扩散、隐形的不透射线的或荧光刺青的微颗粒。可设计所述胶囊，以至于当强光的特定波长(例如，激光)聚焦在所述刺青上时，所述胶囊破裂，释放出色素，然后被系统性地吸收以及排出。因此，如果病人要求，可移除所提议的刺青而不产生疤痕。
可使用不同的物理模型来测试或确认本主题技术的一些方面的可行性。物理模型的一个范例包含:数字乳房摄影单元，例如，Hologic Selenia全场数字乳房摄影单元；定位显微镜台，例如，修饰的可调整Hologic Selenia接触桨或Semprex公司手动精细定位显微镜台；以及放射学乳房体模，例如，California Medical Innovations放射学乳房体模。所述放射学乳房体模可为仿真人类乳房的弹性以及柔软度的制造订制乳房体模。所述Hologic Selenia乳房摄影单元示例于图15中。桨312以及传感器平台314的特写示于图
16。如图17中所示，一些具体实施例包括精细定位显微镜台316。显微镜的一个范例是由
Semprex 制造。所述定位显微镜台可包含6.5英寸乘以6.5英寸的玻璃窗，其是X射线
可穿透的。此显微镜台可紧密地附接至所述乳房摄影单元的框架。在一些具体实施例中，可对所述显微镜单元或显微镜台建造适合的附件装置。在其它的具体实施例中，可通过修饰，例如，在乳房摄影单元上使用的Hologic所制造的接触桨,例如Hologic Selenia乳房摄影单元，来建造所述显微镜台的替代品。这种桨312的范例示于图14中。可修饰所述桨以使其可在水平平面中以0.1mm的单位来调整。下述实验可在乳房体模上，结合本主题技术具体实施例的体模，使用图8的四个刺青配置来执行，以展示有效性。所述四个刺青由名字来识别，例如，TAT1、TAT2、TAT3以及TAT4。在t=0时，可由所述乳房体模来产生X射线图像。在所述X射线图像中，可如同参照图7所描述以及下述侦测增强的描述来测量所有刺青的向量位置。在所述X射线图像中，每个刺青可由它们的名字来标记。所述刺青的乳房体模然后可被移除，并在t=0时手动地放在靠近位置的桨中。在t=T时，可产生所述乳房体模的第二 X射线图像。类似于先前的图像，每个刺青可由它们的名字来标记。在t=0以及t=T的所标记的X射线图像，可分别指称为MO以及MT。比较MO以及MT，可调整板子I以产生第三图像MT’，以至于在MT’中的标记刺青与MO中的标记刺青重迭。也可匹配在连续图像中的微钙化物。所述刺青以及微钙化物可被指称为关键点。图9中所概述的机械方法也作为此过程的指南，但手动识别也可补充此过程。MO以及MT中非关键点的匹配可通过反 复的几何最佳化来执行一机器学习的一种形式。关于反复几何最佳化技术的进一步信息，参见 Richard 0.Duda, et al., Pattern Classification, SecondEdition, John ffiley&Sons, New York,2001, Sectionl0.8, pp.548-550 以及 KenichiKanatani, Yasuyuki Sugava, "Performance evaluation of iterative geometricfitting algorithms, "Computational Statistics&Data Analysis, Volume52, Issue2,0ctober2007, pp.1208-1222，其并入于本文中以作为参考。下述包括用于配准体模乳房或活体中的乳房的连续放射摄影图像(S卩，乳房X线照片)的示范性反复几何最佳化的描述。所述乳房或体模可由小点的刺青标记，且所述连续图像可经历复杂的非线性转换。所述乳房或体模可被建模为膨胀且缩小的气球，所述气球由像素的均匀间隔层(即，数字“皮肤”)来覆盖。当所述乳房被两个平行的桨压缩时，每个桨所接触的数字皮肤的像素形成了长方形数组。在一些具体实施例中，此数组中每对垂直或水平邻接的像素以100 μ m (0.1mm)间隔开，其足够小以解析大部分的乳房X线摄影微钙化物。每个水平或垂直间隔的像素对可由非线性弹簧400系住，如图21中所示。这些弹簧可模拟从时间O至时间T在桨之间的乳房或乳房体模的位置改变所产生的数字皮肤的弹性扭曲。每个弹簧的特征可为单调非线性函数f (X)，其中X代表张力(拉力)或压缩(推力)，以及f (X)代表所述弹簧的延伸或缩短。所述函数f (X)可能或可能不关于起源而对称。图22示出了 f (x)的范例。此数组中的每个盒子存储了在所述像素位置的乳房X线照片的亮度测量。一些像素由特殊可辨识的小点刺青来标记。当产生两个连续的乳房X线照片时，可通过扣除相应像素的亮度来实施所述两个乳房X线照片的减影。所述相应像素可通过匹配一系列转换的相应刺青来找到。在转换I中，例如，如同在关于图9的描述中所示例的，两个桨的机械转换以及旋转在时间T实施。在转换2中，例如，抽象气球的软件膨胀或缩小，可说明从时间O至时间T的乳房大小的可能增加或减少。在转换3中，例如，数字皮肤的软件扭曲可说明刺青之间的剩余不匹配。此转换或步骤的结果可达成所有刺青的匹配，但也可能在刺青之间留下一些像素的不匹配。图23示出了在时间O时，两个刺青202之间的直线的可能不匹配，以及在完成转换3之后在时间T的变形弧形(虚曲线)。在转换4中，例如，所述数字皮肤的软件扭曲可最小化所述刺青之间的像素不匹配。此扭曲过程可为图21中所代表的数字皮肤模型所指引的非线性转换。在一些具体实施例中，反复几何最佳化用以最小化非刺青像素的不匹配。在反复几何最佳化的一些具体实施例中，可建造出代表数字皮肤所产生的弹性扭曲的参数向量W。W的每个值可代 表所述数字皮肤的弹簧所提供的非线性扭曲。W的范例可为向量[Wtl W1 W2 W3 W4 W5]，其中Wi为代表所述弹簧的力位移关系的多项式中的参数。因此，所述函数f (X)可包含:f (x) =w0+w1+w2+w3+w4+w5o在一些具体实施例中，可对于每个w的值估计图像MT中像素值与图像MO中相应像素的偏差。参见图23，示出了图像MO中沿着从刺青A202至刺青B202的实直线的像素值以及完成TR3之后图像MT中沿着此线的转换的像素值的比较。在一些具体实施例中，Cl1代表像素值的两个系列之间的整合差异。在一些具体实施例中，w可被改变以产生图像MT中将刺青A连结至刺青B的另一个弧形。在一些具体实施例中，遵从统计推论的概念，可导入w中的统计变异，以改进对于w的最佳值的搜寻质量。每个候选者w可产生连结所述两个刺青的候选者弧形。图23的虚曲线是这种弧形的范例。在图像MO中直弧形上的像素与图像MT中沿着所述虚曲线的像素的差异可被计算并由(12表示。以此方式继续可导致w空间中的深谷，产生所述深谷的深度屯(或所述虚曲线与所述直线的偏差)，以达成刺青之间皮肤的最佳扭曲，同时维持MO以及MT中刺青的匹配。在最低深度4的w值可由&表示，且由\在时间T达成的几何最佳化的图像可由表示。从MO扣除MJ可产生图像Dl (0，T)。在一些具体实施例中，如果MT含有小的生长，例如在时间O之后形成的微钙化物，所述图像^ (O, T)可揭示那些生长以及抑制纤维腺体组织。为了帮助数字皮肤中乳房扭曲的模拟，除了用于匹配像素的刺青之外，可使用刺青来模拟未匹配像素的位置。此概念的范例示于图24中，其中方形代表用于匹配的刺青204，以及圆形代表用于模拟的刺青206。上述的技术可执行具有较好敏感度以及特异性的乳房X线摄影筛检。参见图25，示出了示例性的弹簧负载400三维(3D)像素。信托标记，例如隐形刺青，可增强3D乳房摄影以及3D肺部X光摄影的医学效用。可由电子计算器断层(CT)以及断层合成来提供或产生3D乳房摄影的一些范例。本文中所描述对于CT乳房摄影以及CT肺部X摄影的技术应用，例如，刺青辅助的减影射线摄影术，增强了例如对于乳癌以及肺癌筛检的敏感度以及特异性。在刺青辅助的减影射线摄影术的3D应用的具体实施例中，将刺青植入于乳房或胸部的皮肤上，以包围3D搜寻区域。对于乳房摄影使用CT从消除桨来压缩乳房得到了益处。在一些具体实施例中，配准以及减影两个暂时间隔的X光片的过程可包含将所述两个X光片的每一个存储在例如图25中所示例的弹簧负载3D像素的3D网络上。所述过程更包含重迭所述两个X光片，以至于让相应的刺青匹配。所述过程更包含从每个刺青开始匹配邻近像素，以最小化匹配像素的减影内容的总和差异。此技术可需要类似于本文中所描述的反复最佳化的几何反复最佳化。在一些具体实施例中，在再校直相对的刺青之后，可留下一些剩余的失真。这些剩余的失真可通过离线后处理来抑制。这种剩余失真的范例包括层迭的位移以及层迭的旋转。考虑由平行于两个压缩板的薄平面层构成的乳房，每层含有不多于一个钙化。在将在时间t=T时的乳房的相对刺青再校直至在时间t=0时的相同相对位置之后，在时间t=T的平面层的位置可已从它们在时间t=0时的位置移动，导致剩余的失真。参见图18，示出了具有相对刺青202的乳房组织200的压缩人造球形模型的范例，所述相对刺青202沿着X射线束而垂直地校直。在垂直校直中示出了四个微钙化物208。参见图19，示出了相同压缩乳房200的前视图，但具有含有两个钙化物208平移至右侧的平面层，藉此平移所述两个钙化物至右侧。注意在此视野中所产生的所述两个垂直乳房界线的失真。所位移的钙化物是层迭的平移剩余失真的范例。在一些具体实施例中，层迭的旋转剩余失真可通过回到图18中所描绘的具体实施例来解释，图18是压缩乳房200的示例，具有校直的刺青202，且没有剩余失真。两个平面层，每个含有所述两个中间钙化物208的一个，可被定义在顶部以及底部钙化物之间。这些平面层被称为「中间」。可绕着穿过两个相对刺青的中心的轴来将这些中间层旋转几度。所产生的前视图，示于图20中，揭示了所述两个中间钙化物208的扭曲位置，以及所述乳房200的中间直径的缩小。前述描述提供能够让本领域的技术人员实施本文中所描述的各种具体实施例。虽然参照各种附图以及具体实施例已特定地描述了本主题技术，应了解的是，这些仅为示例的目的，且不应视为限制本主题技术的范围。
可有许多其它方式来实施本主题技术。可从已示出的那些来不同地分割本文中所描述的各种函数以及组件，而不悖离本主题技术的范围。对于这些具体实施例的各种修饰对于本领域的技术人员而言将是立即显而易见的，且本文中所定义的上位原则可应用至其它具体实施例。因此，本领域的普通技术人员可对本主题技术做出许多改变以及修饰，而不悖离本主题技术的范围。例如“一方面”的措辞不暗示这种方面对于本主题技术是必要的，或这种方面应用至本主题技术的所有具体实施例。与一个方面相关的揭露内容可应用至所有的具体实施例，或一个或多个具体实施例。一个方面可提供一个或多个范例。例如一方面的措辞可意指一个或多个方面，且反之亦然。例如“具体实施例”的措辞不暗示这种配置对于本主题技术是必要的，或这种配置应用至本主题技术的所有具体实施例。与一个配置相关的揭露内容可应用至所有的具体实施例，或一个或多个具体实施例。一个配置可提供一个或多个范例。例如“配置”的措辞可意指一个或多个具体实施例，且反之亦然。用字“示例性”在本文中用以意指“作为范例或示例”。本文中所描述为作为“示例性”的任何方面或设计不一定被理解为比其它方面或设计还要优选或有利。除非具体声明，以单数提及一个组件不意欲意指“一个且只有一个”，更确切是指“一个或多个”。用语“一些”意指一个或多个。整个此揭露内容中所描述的本领域的普通技术人员已知或之后将为已知的各种具体实施例的组件的所有结构以及功能性的均等物被明确地并入于本文中以作为参考，并意欲被本主题技术包含。此外，本文中所揭露的东西没有一个是意欲贡献给大众，无论这种揭露内容是否明确地列举在权利要求书中。此外，对于在描述或权利要求书中所使用的用语“包括”、“具有”或诸如此类的范围，这种用语意欲以类似于当“包含”在权利要求中用以作为过渡用字时所解译的用语“包含”的方式而为包括在内的。`
权利要求
1.一种用于乳房摄影的系统，包含: 第一压缩构件，被配置用于接触乳房的第一侧； 第二压缩构件，被配置用于接触乳房的第二侧，所述第二侧实质上相对于所述第一侧； 第一图像传感器，耦合至所述第一压缩构件，且被配置用于侦测位于所述乳房的所述第一侧的第一基准标记的位置； 第二图像传感器，耦合至所述第二压缩构件，且被配置用于侦测位于所述乳房的所述第二侧的第二基准标记的位置；以及 校直系统，从所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的至少一个接收信息，以及基于所述信息帮助所述第一基准标记以及所述第二基准标记的校直。
2.根据权利要求1所述的系统，还包含定位器，所述定位器基于所述信息移动所述第一压缩构件和所述第二压缩构件的至少一个，使得所述乳房被移动以校直所述第一基准标记以及所述第二基准标记。
3.根据权利要求1所述的系统，还 包含所述第一基准标记，其中所述第一基准标记被配置为放置在所述乳房的所述第一侧的皮肤表面的大约Icm内。
4.根据权利要求3所述的系统，还包含所述第二基准标记，其中所述第二基准标记被配置为放置所述乳房的所述第二侧的皮肤表面的大约Icm内。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一压缩构件包含桨。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一基准标记以及所述第二基准标记各自包含一个或多个刺青。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一基准标记以及所述第二基准标记对于未辅助的人眼是不可见的。
8.根据权利要求1所述的系统，其中当受到紫外光照明时，所述第一基准标记以及所述第二基准标记对于未辅助的人眼是可见的。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一基准标记以及所述第二基准标记为不透射线的。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述校直系统包含被配置用于进一步帮助所述第一基准标记以及所述第二基准标记的校直的摄影软件。
11.根据权利要求1所述的系统，还包含电磁福射系统，所述电磁福射系统用于产生电磁辐射以帮助产生所述乳房的图像。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述电磁辐射包含X射线。
13.根据权利要求11所述的系统，还至少包含被配置用于获取所述乳房的第一放射摄影图像的第一放射摄影图像获取平台。
14.根据权利要求13所述的系统，还包含减影呈像系统，所述减影呈像系统被配置用于从所述第二图像扣除所述第一图像以帮助侦测随时间已发生的所述乳房中的改变。
15.一种用于乳房摄影的方法，包含: 通过第一压缩构件接触乳房的第一侧； 通过第二压缩构件接触乳房的第二侧，所述第二侧实质上相对于所述第一侧； 通过第一图像传感器侦测位于所述乳房的所述第一侧的第一基准标记的位置，所述第一图像传感器耦合至所述第一压缩构件； 通过第二图像传感器侦测位于所述乳房的所述第二侧的第二基准标记的位置，所述第二图像传感器耦合至所述第二压缩构件； 从所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的至少一个在校直系统获取信息；以及 基于所获取的信息，校直所述第一基准标记以及所述第二基准标记。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述校直包含移动所述第一压缩构件和所述第二压缩构件的至少一个，使得所述乳房被移动，以基于所接收的信息来校直所述基准标记。
17.根据权利要求15所述的方法，还包含将所述第一基准标记放置在所述乳房的所述第一侧的皮肤表面的大约Icm内。
18.根据权利要求17所述的方法，还包含将所述第二基准标记放置在所述乳房的所述第二侧的皮肤表面的大约Icm内。
19.根据权利要求15所述的方法，还包含使用摄影软件来校直所述第一基准标记以及所述第二基准标记。
20.根据权利要求15所述的方法，还包含产生电磁辐射，以产生所述乳房的放射摄影图像。
21.根据权利要求15所述的方法，还包含在初始时间获取所述乳房的第一图像。
22.根据权利要求21所述的方法，还包含在所述初始时间的后续时间获取所述乳房的第二图像。
23.根据权利要求22所述的方法，还包含从所述第二图像扣除所述第一图像，以侦测在所述初始时间以及所述后续时间之间已发生的所述乳房中的改变。
全文摘要
公开了一种用于乳房摄影的系统，所述系统包括相同乳房的空间配准连续乳房摄影图像。所述系统包括被配置用于接触乳房的第一侧的第一压缩构件，被配置用于接触乳房的第二侧的第二压缩构件，所述第二侧相对于所述第一侧。所述系统进一步包括第一图像传感器，其耦合至所述第一压缩构件且被配置用于侦测位于所述乳房的第一侧的第一基准标记的位置，以及第二图像传感器，其耦合至所述第二压缩构件且被配置用于侦测位于所述乳房的第二侧的第二基准标记的位置。
文档编号A61B8/08GK103189000SQ201180038754
公开日2013年7月3日 申请日期2011年6月15日 优先权日2010年6月15日
发明者杰克·斯科兰斯基, 杰弗瑞·克莱恩 申请人:影像麦宁公司