[发明专利]对比增强X-射线图像引导活检系统和方法

说明书

在本发明中，公开了用于提供组织的对比增强X‑射线图像的成像系统和方法，包括：与探测器通信的能源，所述探测器可操作以生成注射了造影剂的组织的放射图像；显示器；和连接至显示器以从探测器接收采集的图像的计算机。所述系统可操作以采集组织中造影剂的许多个第一图像和许多个第二图像，其中，所述许多个第一图像是单能图像，所述许多个第二图像对应于许多个第一图像，其中，所述第二图像均是具有与第一图像的能级相对的能级的单能图像。第一和第二图像组合以生成对比增强图像，其降低组织的暴露，并减少完成此程序的时间。

技术领域

本发明的实施例一般涉及X-射线医疗成像，并且更具体地涉及执行光谱乳房摄影(SM)(诸如2D/3D双能对比增强(CE))或数字胸部断层合成(DBT)引导活检检查的系统和方法。

背景技术

光谱乳房摄影(Spectral Mammography；SM)是一种X-射线成像模式，其用来扫描胸部，用于筛选、诊断和/或介入检查。光谱乳房摄影的有效性受各种因素的影响，其中之一是使用SM获得的图像的二维(2D)渲染。

SM的替代性系统也已知用于胸部成像。例如，数字胸部断层合成(Digital BreastTomosynthesis；DBT)或乳房摄影-断层摄影(乳房-断层)系统是专用的乳房摄影系统，其采集几个(例如几十个)角度偏置的投影图像，并重构三维(3D)图像数据集。

为了进一步帮助检测和治疗胸部的异常，特别是提高SM和DBT系统区分胸部癌症和其它异常的能力，造影剂(contrast agents)，诸如碘可以被注射到病人体内，行进到胸部内的感兴趣区域(ROI)。造影剂占据血管中围绕ROI中的癌性病变，由此在一段时间内相对周围组织提供对照图像，从而提高定位病变的能力。

造影剂的使用可以与使用双能成像(dual-energy imaging)过程和技术拍摄的ROI图像结合。在双能成像中，拍摄ROI的低能(low-energy；LE)图像和高能(high-energy；HE)图像。具体地，用双能技术执行CESM(2D)和CE-DBT(3D)成像模式。对于每个视图(在CESM中是单视图，对于CE-DBT是多视图)，采集一对图像：1个低能(LE)图像，1个高能(HE)图像。在CE-DBT中，可以采集每个视图的非成对的HE和LE图像，并且仍然能够为ROI重构HE体积、LE体积和重组的CE体积。例如，在断层扫描期间，对于X-射线管的每个角位置(angulatedposition)，HE和LE视图可以被交织(交替HE、LE、HE、LE、HE、LE等)，从HE切换到LE，然后再切换到HE等。与X-射线管不移动时采集图像的步进拍摄(stepshoot)方法相对，当用X-射线管的连续扫描执行断层扫描时，这是特别有趣的，使得能够为被考虑的每个特定角度采集HE/LE图像对。LE和HE图像通常是在造影剂的K-边缘以上和以下的平均能量处获得的。在造影剂的k-边缘以上的X-射线能量处，X-射线的吸收增加，导致与HE图像中碘造影剂的对比的增加。

在双能3D或立体定位(stereotactic)程序中，执行LE和HE图像采集，X-射线源关于探测器具有至少两个不同的位置。图像然后被重组以显示关于被成像的组织的内部结构的材料特定(material-specific)的信息。例如，在3D CESM情况下，在注射对比介质之后，在管关于探测器的两个或更多个位置采集双能图像。对于这些管角度中的每一个，低能图像和高能图像被重组，以产生每个像素处的对比介质表面浓度的图像。LE和HE图像然后被重组，以提供碘当量或双能(DE)图像(在CESM中为单个视图，对于CE-DBT为多个视图)，其在CE-DBT中用来重构3D体积。此描述对应于CE-DBT中的采集的步进拍摄模式。可以基于X-射线图像链的仿真经由对参考假体的校准或者如已知的任何其它适当的3D重构过程执行图像重组，其一个适当的示例性方式在美国专利申请公开号2008/0167552中描述，其通过引用被全部明确地并入本文中。另外，在连续采集模式中，X-射线管连续移动，拍摄交织的HE和LE图像，LE图像用来重构LE 3D体积，HE图像用来重构HE 3D体积，两个体积以适当方式重组以提供碘3D体积。也可以实现在单个步骤中组合3D重构和HE/LE重组的算法。