[发明专利]3D医学射线摄影

说明书

技术领域

本发明涉及医学3D成像，如乳房射线摄影，在乳房射线摄影中，按不同投影角度拍摄对象的各个图像，随后通过适用的图像处理软件由该图像信息合成3D图像。

背景技术

乳腺癌在妇女中是最常见类型的癌症。根据调查，每十位妇女中约有一位在其一生中的某个时刻感染乳腺癌。当基于症状检测到乳腺癌时，疾病常常已经发展到预后恢复相当差的阶段。一些病例是在许多国家为年龄40岁以上的妇女安排的筛查计划中检测到的。筛查通常在非常早的阶段发现癌症，从而其治疗可及时地开始，因而更可能恢复。

乳房射线摄影作为临床检查方法是乳腺癌筛查中、以及后续诊断中的一种广泛使用的方法。乳房射线摄影是一种X射线成像方法，其中，使用专为这个目的设计的设备。在筛查研究中，乳房射线摄影已经被报告具有90-93％的灵敏度和90-97％的特异性。这表明筛查研究是有用的，并且通过筛查的乳腺癌的早期检测可挽救人类的生命。已经证实，乳房射线摄影在50岁以上的妇女中将乳腺癌死亡率减小了35％，并且在40-50岁年龄的妇女中减小了25％-35％。

乳房射线摄影图像被检查以检测在乳房中的各种异常，如钙化，即，在乳房软组织中的较小的钙沉积物。钙化物一般不能通过触摸乳房检测到，但它在x射线图像中是可见的。巨大的钙化物一般与癌症不相关，但较小的钙沉积物簇，即所谓的微型钙化物，是外部乳房细胞活性的指示，该外部乳房细胞活性可能与乳腺癌有关。要由乳房射线摄影检测的其它特征包括囊肿和纤维腺瘤，然而，这些囊肿和纤维腺瘤一般与癌症不相关。

在常规筛查乳房射线摄影中，典型地将乳腺在两块压缩板之间压紧，并且从上方和从倾斜方向至少两次暴露于辐射。如有必要，另外从侧面成直角地拍摄第三个图像。由于在这种成像中，组织层在x射线束的方向上彼此成上下关系，所以这些照射产生两维图像，在两维图像中，强吸收结构可能妨碍位于它们下面的结构的检测。

乳房射线摄影的不断改进已经产生新类型的乳房射线摄影方法和装置，这些方法和装置产生病人乳房的3D图像。这里，产生乳房按不同角度的若干投影，并且通过使用适用的重新构造算法创建它的3D分布。根据图像信息，即各个图像，典型地构造代表与x射线检测器的表面相平行取向的乳房的多个层的若干图像，因而使得有可能检测位于彼此成上下关系的组织结构。

典型的数字式乳房射线摄影设备包括机架部分、和可转动地连接到机架部分的C形臂或对应结构。在C形臂的第一端部处布置有x射线源，在第二端部处布置有辐射检测器。术语成像装置常常用于这些装置。大体放置在所述x射线源与检测器之间的区域中，典型地在检测器附近，布置压缩板，这些压缩板被设计成在暴露的持续时间期间通过压缩来定位乳房。

在现有技术中，在3D乳房射线摄影的上下文中，已经使用或建议按多个不同投影角度来对乳房成像的各种途径。这些包括：按恒定或交替的速度沿绕乳房的弯曲路径连续地转动x射线源，在多次x射线源保持静止的曝光之间逐步转动x射线源，以及使用多个静止x射线源。关于检测器，它可以保持静止，直线地运动和/或倾斜，从而它每次曝光时与x射线束的中心射线保持成直角。

位于C形臂的(上部)端部处的x射线源是比较沉重的元件。在x射线源的逐步运动的情况下，在每次曝光之前，成像设备应该已经到达无振动状态。因而，鉴于在多阶段成像过程中包括的加速、减速及停止(稳定时间)的数量，应该优化乳房射线摄影设备的结构。对于像这样的成像过程所需要的整体时间往往变得很长。

另一方面，在x射线源的连续运动的情况下，必须使用显著短的曝光时间，如小于50ms，以避免产生运动伪像。这又要求使用足够强的辐射源，这意味着使用甚至比在现有技术的2D乳房射线摄影设备中通常使用的那些更重的x射线源，因此成像设备的其它结构也必须考虑该较大质量而设计。

关于将若干x射线源布置在乳房射线摄影设备中，这显然要求对于乳房射线摄影设备的完全新型的设计，以便使得有可能实施这样一种特定3D成像形态。以该机械设计为基础，能够提出使设备对于常规2D筛查乳房射线摄影中的使用同样实用的结构，是一种挑战。

发明内容

本发明的目的集中在至少消除或减少以上讨论的成像系统的一些问题上。本发明的目的由所附独立权利要求的方法和设备实现。本发明的一些优选实施例呈现在所附从属权利要求中。本发明可以应用在成像装置的转动和直线运动两者的上下文中。