具有CT模式、多层析摄像模式和乳腺摄像模式的竖立式X射线胸部成像.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103179906 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103179906 A *CN103179906A* (21)申请号 201180048220.6 (22)申请日 2011.10.05 61/390,053 2010.10.05 US A61B 6/04(2006.01) (71)申请人 霍洛吉克公司 地址 美国马萨诸塞州 (72)发明人 安德鲁保罗史密斯 杰伊斯泰因 肯尼斯德弗雷塔斯 伊恩肖 景臻学 洛伦尼克拉松 任宝瑞 克里斯托弗露丝 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 郎晓虹 陈炜 (54) 发明名称

2、 具有 CT 模式、 多层析摄像模式和乳腺摄像模 式的竖立式 X 射线胸部成像 (57) 摘要 本发明涉及在一种或多种胸部压缩或固定上 利用基本相同的设备通过 X 射线以 CT 模式、 窄角 度层析摄像模式、 宽角度层析摄像模式和乳腺摄 像模式中的一种或多种对患者胸部成像的多模式 系统和方法。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.04.03 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2011/054926 2011.10.05 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/048000 EN 2012.04.12 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 1

3、3 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书13页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103179906 A CN 103179906 A *CN103179906A* 1/4 页 2 1. 一种用于对竖立患者的胸部成像的 x 射线系统， 其包括 ： 胸部固定单元， 所述胸部固定单元被构造成在两个面向压缩表面之间固定竖立患者的 胸部 ； 在所述胸部固定单元的一侧上的 x 射线源和在另一侧上的 x 射线成像接收器， 所述源 选择性地发出 x 射线的成像束， 所述接收器在所述成像束穿过所述胸部固定单元之后接收 所述成像束， 并且所述源和

4、接收器被安装成用于绕所述胸部固定单元选择性地运动 ； x 射线数据采集单元， 所述 x 射线数据采集单元与所述源和接收器联接， 并且被构造成 选择性地以CT模式操作所述系统， 在所述CT模式中， 所述源和接收器绕所述胸部固定单元 运动且由此绕固定在所述胸部固定单元中的竖立患者的胸部运动过至少 180的 CT 角度， 并且所述接收器生成图像数据， 以用于在所述 CT 角度内不同角度处取得的胸部的多个投 影图像 CTp ； 图像处理单元， 所述图像处理单元被构造成接收和计算机处理用于所述图像 CTp 的所 述图像数据中的至少一些， 由此生成表示具有选择厚度和取向的胸部切片的重新构建的图 像 CTr

5、， 并且基于此产生显示切片图像 CTrd ； 以及 显示单元， 所述显示单元接收和选择性地显示所述显示图像 CTrd， 以用于查看。 2. 根据权利要求 1 所述的系统， 其中 ： 所述 x 射线数据采集单元被进一步构造成选择性地以层析摄像模式 T 来操作该系统， 在所述层析摄像模式 T 中， 所述源横过小于 180的层析摄像角度， 并且所述接收器生成在 所述层析摄像角度内的所述源的不同角度位置处取得的胸部的层析摄像投影图像 Tp ； 所述图像处理单元被进一步构造成接收和计算机处理所述图像 Tp 中的至少一些， 由 此生成表示具有选择厚度和取向的胸部切片的重新构建的图像 Tr， 并且基于所述图

6、像 Tp 产生显示切片图像 Trd 和显示投影图像 Tpd ； 所述显示单元被进一步构造成选择性地显示所述显示图像 Tpd、 Trd 和 CTrd ； 并且 所述数据采集和显示单元被进一步构造成选择CT和T操作模式中的至少一种， 以检查 固定在所述固定单元中的患者胸部。 3. 根据权利要求 2 所述的系统， 其中 ： 所述 x 射线数据采集单元被进一步构造成在所述模式 T 中选择性地以以下模式操作 ： （i） 使得至少所述源使角度位置相对于胸部横过较窄角度 Tn， 并且使得所述接收器生成在 所述角度 Tn 内的不同角度位置处取得的胸部的层析摄像投影图像 Tpn， 和 （ii） 以较宽角度 模式

7、Tw， 使得至少所述源使角度位置相对于胸部横过比所述角度Tn宽的角度Tw， 并且使得 所述接收器生成在所述角度 Tw 内的所述源的不同角度位置处取得的胸部的层析摄像投影 图像 Tpw ； 所述图像处理单元被进一步构造成接收和计算机处理用于图像Tpn和Tpw的图像数据 中的至少一些， 由此生成表示具有选择厚度和取向的胸部切片的重新构建的图像 Tr， 并且 基于用于投影图像Tpn和/或Tpw的图像数据产生显示切片图像Trd和显示投影图像Tpnd 和 / 或 Tpwd ； 所述显示单元被进一步构造成选择性地显示所述显示图像 Tpnd、 Tpwd、 Trd 和 CTrd ； 以 及 所述数据采集和显示

8、单元被进一步构造成选择所述 CT、 Tn 和 Tw 操作模式中的至少一 权 利 要 求 书 CN 103179906 A 2 2/4 页 3 种。 4. 根据权利要求 3 所述的系统， 其中 ： 所述 x 射线数据采集单元被进一步构造成选择性地以乳腺摄像模式 M 操作所述系统， 由此生成用于一个或多个投影乳腺摄像 Mp 的图像数据， 每个投影乳腺摄像 Mp 都以比单个 所述图像 Tp 高的患者 x 射线剂量获得 ； 所述图像处理单元被进一步构造成接收和计算机处理用于所述一个或多个图像 Mp 的 图像数据中的至少一些， 由此生成一个或多个显示乳腺摄像图像 Mpd ； 所述显示单元被进一步构造成选

9、择性地显示所述显示图像 Tpd、 Trd、 CTrd 和 Mpd ； 以及 所述数据采集和显示单元被进一步构造成选择所述 CT、 Tn、 Tw 和 M 操作模式中的至少 一种。 5. 根据权利要求 4 所述的系统， 其中所述显示单元被构造成同时显示共同对齐的图像 CTrd 中的至少一个以及图像 Tpd 和 Trd 中的至少一个， 使得同时显示的图像的一个图像中 解剖特征的选择自动地识别同时显示的图像的至少另一个图像中匹配的解剖特征。 6. 根据权利要求 5 所述的系统， 其中所述数据采集单元被进一步构造成至少在 CT 和 T 操作模式之一中利用源相对于胸部的运动改变 x 射线的成像束的硬度。

10、7. 根据权利要求 7 所述的系统， 其还包括患者防护物， 所述患者防护物固定到所述系 统， 并且在所述系统以所述 CT 模式和所述 T 模式操作时在竖立患者和至少所述 x 射线源的 轨迹之间形成屏障。 8. 根据权利要求 7 所述的系统， 其中所述胸部固定单元包括面向彼此且具有面向部分 的上部板和下部板， 所述面向部分是凹的， 在该凹的位置处接合胸部以用于固定胸部。 9. 根据权利要求 2 所述的系统， 其还包括患者防护物， 所述患者防护物固定到所述系 统， 并且在所述系统以所述 CT 模式和所述 T 模式操作时在竖立患者和至少所述 x 射线源的 轨迹之间形成屏障。 10. 根据权利要求 9

11、 所述的系统， 其中所述显示单元被构造成同时显示共同对齐的图 像 CTrd 中的至少一个以及图像 Tpd 和 Trd 中的至少一个， 使得同时显示的图像的一个图像 中解剖特征的选择自动地识别同时显示的图像的至少另一个图像中匹配的解剖特征。 11.根据权利要求10所述的系统， 其中所述数据采集单元被进一步构造成至少在CT和 T 操作模式之一中利用源相对于胸部的运动改变 x 射线的成像束的硬度。 12. 根据权利要求 10 所述的系统， 其中 ： 所述 x 射线数据采集单元被进一步构造成选择性地以乳腺摄像模式 M 操作所述系统， 由此生成用于竖立患者的胸部的一个或多个投影乳腺摄像 Mp 的图像数据

12、 ； 所述图像处理单元被进一步构造成接收和计算机处理用于所述一个或多个图像 Mp 的 图像数据中的至少一些， 由此生成一个或多个显示乳腺摄像图像 Mpd ； 所述显示单元被进一步构造成选择性地显示所述显示图像 CTrd 和 Mpd ； 以及 所述数据采集和显示单元被进一步构造成选择所述 CT 和 M 操作模式中的至少一种。 13. 根据权利要求 12 所述的系统， 其中 ： 所述 x 射线数据采集单元被进一步构造成选择性地以层析摄像模式 T 来操作该系统， 在所述层析摄像模式 T 中， 所述源横过小于 180的层析摄像角度， 并且所述接收器生成在 所述层析摄像角度内的所述源的不同角度位置处取得

13、的胸部的层析摄像投影图像 Tp ； 权 利 要 求 书 CN 103179906 A 3 3/4 页 4 所述图像处理单元被进一步构造成接收和计算机处理所述图像 Tp 中的至少一些， 由 此生成表示具有选择厚度和取向的胸部切片的重新构建的图像 Tr， 并且基于所述图像 Tp 产生显示切片图像 Trd 和显示投影图像 Tpd ； 所述显示单元被进一步构造成选择性地显示所述显示图像 Tpd、 Trd 和 CTrd ； 并且 所述数据采集和显示单元被进一步构造成选择CT和T操作模式中的至少一种， 以检查 固定在所述固定单元中的患者胸部。 14. 根据权利要求 12 所述的系统， 其还包括患者防护物，

14、 所述患者防护物固定到所述 系统， 并且在所述系统以所述 CT 模式和所述 T 模式操作时在竖立患者和至少所述 x 射线源 的轨迹之间形成屏障。 15. 根据权利要求 13 所述的系统， 其中所述显示单元被构造成同时显示共同对齐的图 像 CTrd 中的至少一个以及图像 Tpd 和 Trd 中的至少一个， 使得同时显示的图像的一个图像 中解剖特征的选择自动地识别同时显示的图像的至少另一个图像中匹配的解剖特征。 16.根据权利要求13所述的系统， 其中所述数据采集单元被进一步构造成至少在CT和 T 操作模式之一中利用源相对于胸部的运动改变 x 射线的成像束的硬度。 17. 一种利用 x 射线对竖立

15、患者的胸部成像的方法， 其包括 ： 将竖立患者的胸部固定在上部板和下部板之间 ； 提供在所述板的一侧上的 x 射线源和在另一侧上的 x 射线成像接收器 ； 利用来自所述 x 射线源的 x 射线选择性地以以下模式对患者的固定的胸部成像， 所述 x 射线在穿过胸部之后在所述 x 射线接收器处被接收 ： （a） 计算机化的层析摄像 （CT） 模式， 生成通过使至少所述 x 射线源绕固定的胸部运动 过至少 180的 CT 角度而取得的胸部的多个二维投影 x 射线图像 CTp， 并且对于所述 CT 角 度的相应增量生成所述 CTp 中的每一个 ； （b） 层析摄像模式 T， 生成通过使至少所述源运动过显

16、著小于所述 CT 角度的层析摄像 角度而取得的固定胸部的多个二维层析摄像投影 x 射线图像 Tp， 并且对于所述层析摄像角 度的相应增量生成所述图像 Tp 中的每一个， （c） 乳腺摄像模式 M， 生成压缩的胸部的一个或多个二维投影图像 Mp， 每个二维投影图 像 Mp 使用的患者剂量大致相当于用于常规乳腺摄像的剂量 ； 选择性地由所述图像 CTp 重新构建切片图像 CTr 和由所述图像 Tp 重新构建切片层析 摄像图像 Tr， 在每种情况下， 对于成像的胸部的相应三维切片， 所述切片具有相应的选择的 厚度和取向 ； 选择性地计算机处理所述图像 CTr、 Tp、 Tr 和 M， 以产生相应的显

17、示图像 CTrd、 Tpd、 Trd 和 Md ； 以及 显示所述 CTrd、 Tpd、 Trd、 Md 图像中的一种或多种的选择的组合， 以用于同时查看。 18. 根据权利要求 17 所述的方法， 其中所述选择性地以所述模式 T 对胸部成像包括 ： （a） 窄角度层析摄像模式， 生成在 x 射线源相对于胸部的相应不同角度的较窄范围内 取得的胸部的多个层析摄像投影 x 射线图像 Tpn ； 以及 （b） 宽角度层析摄像模式， 生成在 x 射线源相对于胸部的相应不同角度的较宽范围内 取得的胸部的多个层析摄像投影图像 Tpw ； 并且 所述重新构建还包括选择性地将所述图像Tpn和Tpw重新构建为表

18、示具有相应厚度和 权 利 要 求 书 CN 103179906 A 4 4/4 页 5 取向的成像的胸部的相应三维切片的层析摄像切片图像 Tr。 19. 根据权利要求 17 所述的方法， 还包括 ： 选择性地使x射线源和x射线成像接收器在大致沿着固定的胸部的长度的方向上从用 于所述模式中的一种模式的位置运动到用于所述模式中的另一种模式的位置。 20. 根据权利要求 17 所述的方法， 还包括 ： 在所述模式的至少一种模式中， 利用 x 射线源相对于固定的胸部的角度改变来自所述 源的撞击在固定的胸部上的 x 射线的硬度。 权 利 要 求 书 CN 103179906 A 5 1/13 页 6 具

19、有 CT 模式、 多层析摄像模式和乳腺摄像模式的竖立式 X 射线胸部成像 技术领域 0001 本专利说明书涉及胸部 x 射线成像， 更具体地， 涉及一种系统， 其用于以 CT 模式、 一种或多种层析摄像模式 （例如窄角度胸部层析摄像和宽角度胸部层析摄像） 以及乳腺摄 像模式中的一种或多种选择性地成像竖立患者的胸部。 该系统优选地一体形成为使得设备 可以用于这些成像模式中的任意一种或多种。患者可以站立， 如通常对于乳腺摄像和层析 摄像而言， 而不是如常规 CT 中那样躺下。在 CT 模式中， 当常规 CT 系统用来对胸部成像时， 成像 x 射线束仅仅穿过胸部， 而不穿过患者的躯干。 背景技术 0

20、002 x 射线乳腺摄像形成为用于胸部癌症和其它病变的拍摄形式， 并且还用于诊断和 其它目的。历史上， 胸部图像记录在 x 射线胶片上， 但是近年来， 数字 x 射线图像接收器已 经得到广泛使用， 比如可得自本申请的共同受让人 （马萨诸塞州贝德福德的 Hologic 有限 公司） 以及其部门 （康涅狄格州丹伯里的 Lorad 公司） 的商品名为 Selenia 的乳腺摄像系 统。在乳腺摄像中， 通常， 棱锥形 x 射线束穿过压缩的胸部， 并且形成二维投影图像， 即在本 文中乳腺摄像表示为图像 M。可以使用多种取向中的任一种， 例如 CC（头 - 尾） 或 MLO（中 侧 - 倾斜） 。 000

21、3 最近， 胸部 x 射线层析摄像已经得到使用。共同受让人具有安装的在该国家用于 临床使用的胸部层析摄像系统， 并且该系统在海外销售。该技术通常涉及以 x 射线束相对 于胸部的多个角度中的每一个角度取得固定胸部的二维 （2D） 投影图像， 其在本文中表示为 图像 Tp。所得的 x 射线测量结果进行计算机处理以重新构建胸部切片的图像， 其在本文中 表示为图像 Tr， 该图像通常处于与 x 射线束轴线成横向的平面中， 例如平行于同一胸部的 乳腺摄像的图像平面， 但是也可以处于任何其它取向并且可以代表所选厚度的胸部切片。 该角度范围显著小于常规 CT（计算机化的层析摄像） 中的角度范围， 即显著小于

22、 180加上 扇角 （例如 15的范围） 。 0004 胸部 x 射线层析摄像系统的实例是能够以商品名 Selenia Dimensions 获得的 共同受让人的系统， 该系统在海外销售且在这个国家已经安装以用于临床测试， 并且包 括层析摄像操作模式和乳腺摄像操作模式。还可参见美国专利 No.7,123,684、 美国专利 申请公开 2005/0113681A1 和 2009/0003519A1、 美国专利 No.4,496,557、 No.5,051,904、 No.5,359,637、No.6,289,235、No.6,375,352、No.6,645,520、No.6,647,092、

23、No.6,882,700、 No.6,970,531、 No.6,940,943、 No.7,356,113、 No.7,656,994、 公开的美国专 利申请 2004/0066904 和 2007/0263765、 以及数字临床报告层析摄像 （GEBrochure98-5493， 1998 年 11 月） 。 在 DG Grant，“层 析 摄 像 ：三 维 的 成 像 技 术 （Tomosynthesis ： a three-dimensional imaging technique） ” ， IEEE会报生物医学工程 （IEEE Trans.Biomed. Engineering） ，

24、 Vol BME-19， #1，（1972 年 1 月） ， pp20-28 中讨论了如何重新构建层析摄 像图像。还可参见 2004 年 11 月 15 日提交的名称为 “乳腺摄像和层析摄像图像的匹配 说 明 书 CN 103179906 A 6 2/13 页 7 几何形状生成和显示 （Matching geometry generation and display of mammograms and tomosynthesis images） ”的美国临时申请 No.60/628,516， 以及由意大利博洛尼亚 的 I.M.S. 国际米兰医学院 （I.M.S.Internazionale M

25、edico Scintifica） 公布的名称为 Giotto 图像 3D 的系统。通过增加活组织检查工位 （例如， 该系统能够以商品名 StereoLoc II 竖立式立体定位胸部活组织检查系统 （Stereo LocII Upright Stereotactic Breast Biopsy System） 得自共同的受让人） ， 乳腺摄像和层析摄像系统还可以用于介入性手术过 程， 例如活组织检查。 在此， 以上引用的以及以下引用的专利、 申请、 简介和文献以引用方式 并入本专利申请中， 如同它们全文在本文中示出。 0005 已知有能够选择性地取得层析摄像投影图像和常规乳腺摄像的 x 射线胸

26、部成像 系统， 例如可得自商品名塞莱尼亚尺寸系统 （Selenia Dimensions System） 的系统。它们 包括 x 射线源和 x 射线成像接收器， x 射线源和 x 射线成像接收器能够彼此保持固定的关 系且作为一个单元移动以取得常规的乳腺摄像 M， 并且能够彼此脱开以使得至少一个能够 相对于另一个移动且移动到患者的胸部而取得层析摄像投影图像Tp。 还可参见共同转让的 美国专利 No.7,583,786。 0006 CT 技术还没有广泛用于胸部 x 射线成像。在常规 CT 中， 患者躺在轮床或平台上， 而x射线源和检测器绕患者旋转。 x射线测量结果被重新构建为患者的典型平面切片图像

27、， 其在本文中称为图像 CTr。与胸部相交的成像平面也与躯干相交， 因此当仅仅关注胸部的 x 射线图像时， 患者的身体不必经受 x 辐射。此外， 使用胸部图像的常规 CT 可能是过分昂贵 的。已经提出 CT 系统将仅仅对胸部成像， 而不对躯干成像， 但是它们需要患者处于躺卧位 置并且还没有发现被广泛使用。 例如， 参见美国专利No.3,973,126， 其提出将躺卧的患者的 胸部悬浮于一开口中， x 射线源和 x 射线检测器将围绕该开口在水平平面中旋转。还可参 见美国专利No.6,987,831， 其提出了使用更加现代化的部件的非常类似的构造。 此外， 公开 的美国专利公开 2010/0080

28、343A1 提出一种胸部 CT 系统， 其中患者的胸部伸过竖直壁中的 开口， 由此延伸到该壁的另一侧， 其中吊架使 x 射线源和检测器以螺旋扫描运动或连续切 片扫描运动旋转， 以对胸部的伸出部分成像。 0007 对于许多原因， 可能期望的是评估不同类型的患者胸部的 x 射线图像。例如， 在读 取常规乳腺摄像 M 的过去数十年中， 医疗专业人员已经提出了有价值的解释专门技术。乳 腺摄像 M 可以提供微钙化的良好视觉化， 并且与层析摄像图像 Tp 或 Tr 相比可以提供较高 的空间分辨率。层析摄像图像 Tr 可以具有不同的期望特性例如， 它们可以提供较佳的 结构视觉化， 在常规的乳腺摄像 M 中，

29、 这些结构可能被上覆或下盖的组织阻挡。CT 图像 CTr 可以提供其它优点， 例如能够获得用于胸部内侧特定组织的衰减值并且生成胸部中体积元 素 （体元） 的三维图像， 该图像通常不会几何失真， 从而能够便利地重新处理为任何取向且 具有任何厚度的胸部切片的图像。然而， 发明人在这里知道没有系统能够选择用单个系统 取得这三种类型的胸部图像中的一种或多种， 而不需要将患者从一个成像系统移动到另一 个成像系统且可能从一个医疗设施移动到另一个医疗设施。 0008 还可能期望的是， 共同对齐利用不同 x 射线形式取得的胸部图像， 例如以使得可 以在两种或更多种形式的图像中查看和评估相同的真实或疑似病变，

30、原因是每种形式都可 以贡献有关病变的不同信息。虽然已经为层析摄像图像 Tr 和 Tp 以及乳腺摄像 M 提供了某 些方面的共同对齐 （例如参见共同拥有的美国专利 7,577,282 和 7,616,909） ， 但是已知的 说 明 书 CN 103179906 A 7 3/13 页 8 是对于 x 射线 CT 胸部图像没有共同对齐， 尤其是在 Tr、 Tp 和 M 胸部 x 射线图像取自竖立的 患者的情况下。 发明内容 0009 本专利说明书描述了多模式系统， 其包括 x 射线 CT 系统， 该系统取得相对于系统 以与相对于常规乳腺摄像系统的患者位置类似的方式定位的竖立患者的 CT 胸部 x

31、射线图 像 CTr， 同时利用独特地适合于胸部 x 射线 CT 扫描的设计提供保护而不移动组件。同一系 统能够被构造成在至少两个层析摄像模式 （例如宽角度模式和窄角度模式） 的一个中选择 性地不取得 CT 图像， 而取得层析摄像图像 Tp。并且， 同一系统能够被构造成选择性地取得 乳腺摄像 M， 该乳腺摄像 M 与利用乳腺摄像系统取得的常规乳腺摄像基本上相同或在外观 上相似。从而， 同一系统能够以用于胸部成像的多种模式中的任一种或任两种或更多种进 行操作 ： CT 模式、 包括例如宽角度层析摄像模式和窄角度层析摄像模式的多层析摄像模式 以及乳腺摄像模式。本专利的胸部图像能够以这些模式中的单个模

32、式取得， 或者以这些模 式中的两种或更多种模式取得， 同时患者的胸部保持固定， 或者在相同的研究期间或在不 同时刻处于不同的胸部固定。优选地， 成像 x 射线接收器为二维接收器， 其能够以乳腺摄像 模式对整个胸部成像， 使得优选地， 同一接收器可以在单个旋转运动中用于 CT 扫描模式， 从而避免需要围绕胸部多次扫描以获得用于多个胸部切片的 x 射线测量结果。 附图说明 0010 图 1 为竖立式胸部 x 射线成像系统的一部分的透视图， 该系统示出为以 CT 模式操 作， 但是也被构造成选择性地以至少两种层析摄像模式和乳腺摄像模式操作。 0011 图 2 为图 1 的系统的侧正视图。 0012

33、图 3 为示出了与图 1 和 2 中所示类似的系统的患者防护物的前正视图。 0013 图 4 为与图 2 相同但是示出了患者防护物的侧正视图。 0014 图 5 和 6 分别与图 1 和 2 类似， 但是示出了该系统用于层析摄像模式或乳腺摄像 模式， 并且示出了吊架， 该吊架与支撑支柱间隔得比在图 2 和 4 中更远。 0015 图 7 为示出了能够在接收器壳体内枢转的成像接收器的透视图。 0016 图 8 为穿过患者的压缩胸部的 x 射线的不同路径长度的示意图。 0017 图 9 为示出一体化 x 射线体系的方框图。 0018 图 10 和 11 示出了可以提高系统操作和患者舒适性的可选实施

34、例的各部分。 具体实施方式 0019 在所述的实例和附图所示的优选实施例中， 为了清楚起见而采用特定的术语。然 而， 本专利说明书的公开并不旨在限于所选的特定术语， 其应当被理解为每个特定元素都 包括以类似的方式操作的所有技术等效。 0020 图 1 和 2 示出了多模式胸部 x 射线成像系统的非限制性实例的各部分， 该系统能 够以 CT 模式操作， 但是也被构造成选择性地以乳腺摄像模式和包括宽角度层析摄像模式 和窄角度层析摄像模式的层析摄像模式操作。为了图示清楚起见， 用于 CT 模式的患者防护 物在图 1 和 2 中省略， 但是图 3、 4、 10 和 11 中示出了各个实例。支撑支柱 1

35、00 固定到地板， 说 明 书 CN 103179906 A 8 4/13 页 9 并且容纳机动化机构， 该机动化机构用于升高和降低沿水平延伸的轴 102， 该轴 102 伸过支 柱 100 中的开口 100a， 并且该机动化机构用于使轴 102 绕其中心轴线旋转。继而， 轴 102 支 撑同轴的轴 102a， 该轴 102a 能够随轴 102 一起旋转或独立于轴 102 进行旋转。轴 102 支撑 胸部固定单元， 该胸部固定单元包括上部板 104a 和下部板 104b， 使得每个板能够与轴 102 和 102a 一起沿着支撑支柱 100 的长尺寸向上和向下移动， 板中的至少一个可以朝向另一

36、个移动， 并且单元 104 可以绕轴 102 和 102a 的共同中心轴线旋转。此外， 轴 102 支撑吊架 106， 以用于进行两种类型的机动化运动 ： 绕轴102的中心轴线旋转， 以及相对于轴102沿着 吊架 106 的长度的运动。吊架 106 在一个端部处承载总体用 108 表示的 x 射线源 （例如遮 蔽的 x 射线管） ， 并且在另一个端部处承载封闭成像 x 射线接收器 112（在图 1 和 2 中未示 出， 但是在图 7 中示出） 的接收器壳体 110。 0021 当以 CT 模式操作时， 图 1 和 2 的系统将患者的胸部固定在板 104a 和 104b 之间。 为此， 单元 1

37、04 与轴 102 一起升高或降低到胸部的高度， 同时患者是竖立的， 例如站着或坐 着。患者从图 2 中所示的系统的左侧朝向单元 104 倾斜， 健康专业人员 （通常为 x 射线技术 人员） 调节板 104a 和 104b 之间的胸部， 同时将组织拉向图 2 中的右侧， 并且将板 104a 和 104b 中的至少一个移向另一个， 以固定胸部且将胸部保持就位， 优选地尽可能地使胸部组 织处于单元 104 内。在取得代表 CT 投影 x 射线图像 CT 的 x 射线测量结果 （从该测量结果 重新构建相应胸部切片的图像CTr） 的过程中， 吊架106绕轴102的中心轴线旋转， 同时胸部 在单元 10

38、4 中保持固定不动。优选地， 在吊架 106 旋转期间， 壳体 110 内的成像接收器 112 相对于 x 射线管 108 保持固定。来自管 108 的棱锥形 x 射线束与固定在单元 104 中的胸部 成横向， 并且撞击在成像接收器 112 上， 作为回应， 该成像接收器 112 生成与在接收器的成 像平面中相应像素位置处对于每个旋转增量所接收的 x 射线能量的量相关的相应的像素 值二维阵列。这些用于图像 CTp 的像素值阵列被传递到计算机系统 （图 1 和 2 中未示出， 但 是在图 9 中示出） ， 并且由该计算机系统处理， 以重新构建胸部切片图像 CTr。吊架 106 可以 被构造成用于

39、朝向支柱 100 机动化运动， 从而方便 x 射线技术人员接近患者的胸部以将胸 部定位在单元 104 中， 以及远离支柱 100 以确保 x 射线管 108 和壳体 110 内的成像接收器 112 能够对适当的胸部组织成像。或者， 吊架 106 可以保持从支柱 100 到图 2 所示的位置左 侧的固定距离， 从而成像x射线束可以尽可能地穿过固定在单元104中的胸部， 在这种情况 下将不需要改变距离的机构。 0022 由于在 CT 操作模式中患者的竖立定位以及 x 射线管 108 和接收器壳体 110 转过 大的角度而产生独特的挑战。众所周知， CT 扫描通常涉及源和接收器转过 180角度加上

40、由成像 x 射线束对向的角度， 并且优选地转过较大的角度， 例如 360。然而， 如果旋转包 括如图 1 和 2 所示的 x 射线源 108 的 0位置， 那么患者的头部可能太靠近 x 射线源 108。 通过使用将患者与甚至旋转整个 360 的组件分隔开的防护物， 可以避免旋转组件与患者的 冲突以及对这种冲突的关注， 如本专利说明书中下文所讨论的， 但是取决于该防护物和旋 转组件的设计， 在特定实施例中， 这可能要求患者将她的身体弯成弓形， 使得她的头部和腿 部离开该系统， 到如图 2 所示的左侧。还如下所述， 可供选择的方案是绕图 1 和 2 所示的 x 射线管 108 的位置从旋转中排除一

41、扇段或节段。作为非限制性实例， 如果图 1 和 2 所示的 x 射线管 108 的位置被指定为 0位置， 那么用于 CT 成像的旋转排除在 45和 315之间 的90的扇段或节段中、 或在60和300之间的120的扇段或节段中、 或在足以使患者 说 明 书 CN 103179906 A 9 5/13 页 10 的头部位置隔开而同时在足够的旋转角度范围内取得用于重新构建高质量的 CTr 图像的 x 射线 CT 数据的某些其它扇段或节段中的 x 射线源 108 的位置。虽然 x 射线管 108 和接收 器壳体 110 的旋转仍然必须不接触患者身体的下部部分， 但是患者通常更容易保持她的身 体的下部

42、部分远离旋转部件， 到图2所示的左侧 （并且优选地处于防护物后方） ， 而不是使她 的头部和肩部后屈。 0023 图3和4示出了这种防护物的实例。 图4为在其它方面与图2相同的侧正视图， 但 是额外示出了具有中心开口114c的患者防护物114。 防护物114在前正视图中可以是完整 的圆形， 如前正视图中包括图 3 的虚线弧的圆所示。在这种情况下， 在 CT 模式中， 吊架 106 可以旋转过完整的圆。作为可选形式， 防护物 114 可以使得在图 3 中示出为虚线弧下方和 防护物 114 的实线之间的区域的扇段或节段 114a 敞开。在这种情况下， 吊架 106 在 CT 模 式中可以仅仅转过小

43、于 360的角度， 但是患者可以在防护物 114 的 V 形切口 114b 中具有 用于她的头部的空间， 并且还可能具有用于肩部和臂的空间， 以用于更加舒适的身体姿势。 具体地， 如图 3 所示， 吊架 106 可以仅仅在防护物 114 的处于 V 形切口 114b 外侧的部分中 旋转。用实线示出了吊架 106 和管 108 和接收器壳体 110 的可能的位置中的一个位置。另 一个可能的位置用虚线示出， 并且指定为吊架106， 吊架106承载x射线源108和接收 器壳体 110。图 4 以侧正视图示出了防护物 114 的可能的形状。防护物 114 沿着离开支 柱 100 的方向突出离开中心开口

44、 114c， 以允许患者的胸部到达并固定在单元 104 中， 同时 患者的身体通过防护物 114 与旋转部件 （即吊架 106 和 x 射线源 108 和接收器壳体 110） 分 隔开。开口 114c 可以制成为较大， 并且可以成形为与图 3 和 4（其未按比例绘制） 所示的 不同， 以方便当胸部固定不动时 x 射线技术人员接近患者的胸部。防护物 114 的各部分可 以是可移除的或铰接的， 以进一步方便接近。例如， 虚线 114d 和 114e 上方的防护物 114 可 以是可移除的或铰接的， 使得它们在技术人员定位和固定患者胸部时能够被移开， 并且能 够在以 CT 模式开始扫描之前放回到原处

45、以保护患者。患者防护物可以安装在支柱 100 和 / 或地板上。在图 3 和 4 的实例中， 旋转吊架 106 可以移动到左侧或右侧， 使得其更加靠近 或进一步远离患者， 即图 4 所示的位置和图 6 所示的位置中的一个位置到另一个位置。从 而， 对于利用图 3 的实例的胸部 CT 成像， 旋转吊架 106 将与支柱 100 间隔开， 到图 6 所示的 相对于支柱 100 的位置， 而实际上仅仅在接收器壳体 110 处于切口 114b 外侧时对患者的胸 部成像。从而， 患者可以部分地向前倾斜到切口 114b 中， 使得被成像的胸部的大部分以及 可能的周围组织能够移动到 x 射线成像区域中。 0

46、024 在竖立式胸部 CT 中， 另一个挑战在于如何固定胸部。在某些情况下， 出于各种原 因， 可能期望胸部被较小地压缩或不被压缩。在其情况下， 可能期望的是， 压缩或者作用在 胸部上， 例如使得胸部组织能够被拉离患者的胸壁并且牢固地保持在单元 104 中以用于成 像。为此且通常为了增加患者的舒适性， 板 104a 和 104b 中的至少一个 （且优选地为两个） 具有如图 6 所示的凹陷面向表面， 该表面设计成保持胸部以用于 CT 成像， 同时保持该胸部 靠近围绕且由此紧密靠近至少处于各个 CT 切片中的相等路径长度的 x 射线。板 104a 和 104b 可以可移除地固定， 使得不同组的板能

47、够用来容纳不同尺寸或形状的胸部。不同程度 的胸部压缩可以用作操作图 1-4 的系统的健康专业人员的选择。在其它情况下， 可能期望 的是， 使用其它装置将胸部和胸壁组织拉入 x 射线成像区域， 例如提供杯形或漏斗形封闭 件， 胸部和可能的周围组织通过真空、 附着或其它手段被拉入到该封闭件中， 如图 9 中的方 说 明 书 CN 103179906 A 10 6/13 页 11 框图形式中所示。 0025 在竖立式胸部 CT 中， 另一个挑战在于， 根据 x 射线横过的胸部部分， 穿过胸部的 x 射线的路径长度可能是不同的。例如， 穿过在乳头处或附近的胸部部分的路径长度可能要 远短于穿过在胸壁附近

48、的胸部部分的路径长度。当以 CT 模式操作时， x 射线技术人员可以 在患者胸部被固定在单元 104 中时利用 x 射线透明的枕头或类似的物品、 通过将乳头端部 推向胸壁且将如此成形的胸部固定在单元 104 中而使得患者胸部成形为使胸部横截面是 几乎均匀的， 从而使得穿过胸部的 x 射线路径长度几乎相同。作为不涉及使固定胸部如此 成形的可选方案， 在 x 射线管 108 的壳体中可以使用成形 x 射线过滤器， 以便将成像 x 射线 束的 x 射线能量分布成形为使得束硬度沿着从乳头向胸壁的方向增大。作为另一种方法， 在来自 x 射线源的 x 射线束的路径中， 通过围绕胸部布置的适当地成形的 x

49、射线衰减材料， 可以使得 x 射线路径长度相等或至少更加均匀。 0026 在图 5 和 6 中示出了在层析摄像模式中使用该系统， 图 5 和 6 在其它方面分别与 图 1 和 2 相同， 不同的是吊架 106 相对于胸部固定单元 104 和轴 102 和支柱 100 处于不同 的定位中， 并且没有示出防护物 114。具体地， x 射线源 108 远离单元 104 和支柱 100， 并且 接收器壳体 110 更靠近单元 104。在层析摄像模式中， 患者胸部也被固定在板 104a 和 104b 之间， 板在成像期间保持就位。在一个实例中， x 射线管 108 和接收器壳体 110 可以绕固定 的胸部进行与 CT 模式操作中类似的旋转， 但是转过较小的角度。当壳体 110 内的 x 射线管 108 和成像接收器 112 作为一个单元旋转时， 对于每个旋转增量取得相应的二维投影图像 Tp， x 射线管 108 和成像接收器 112 相对于彼此固定， 和 CT 模式中一样， 或者如共同转让的 美国专利 7,123,684 的原理所示， 该美国专利以引用方式并入本文中。或者， x 射线管 108 和接收器 112 相对于固定胸部