[发明专利]集成乳腺X射线和分子成像系统和方法

说明书

技术领域

本发明总地涉及乳腺成像领域，更具体地涉及用于将多种成像形式(modality)(比如X射线层析合成(tomosynthesis)成像和分子乳腺成像)集成到单个成像装置的乳腺成像的系统和方法。

背景技术

经常在其灵敏度和专一性方面评价乳腺癌成像技术的质量。灵敏度是检测癌症病变的成像技术的能力。专一性是忽略在图像中仅仅看起来像病变的目标的成像技术的能力。这就需要用既灵敏(保证癌症病变没有被忽略)又专一(当没有癌症存在时减小医疗程序的数目)的乳腺癌成像技术。

乳腺X光照相术(mammography)是现在最常用的FDA批准的用于乳腺癌拍摄的方法。然而，乳腺X光照片(mammogram)在灵敏度和专一性两个领域都有缺陷。在乳腺X光照片期间，X射线直接对准压紧的乳腺组织以产生一个或多个乳腺图像(乳腺X光照片)用于检查。然而，因为乳腺X光照片是三维结构的二维表示，乳腺X光照片的灵敏度由于压紧的乳腺中的重叠结构而损害。另外，乳腺组织和癌症组织间相似的X射线衰减特征增加了从乳腺组织中区分癌症组织的难度，尤其是当成像致密型乳腺组织时。

努力改善乳腺X射线的灵敏度和专一性已包括乳腺X射线层析合成(tomosynthesis)系统的发展。乳腺X射线层析合成是一种三维成像技术，它包含快速扫描期间在多个角度获得静止压紧的乳房的图像。然后单个图像被重新构建成一系列薄的、高分辨率的切片，它能单独或以生动的电影模式被展示。

重新构建的X射线层析合成切片减少或消除了二维乳腺X光照相术成像的单一切片中由组织重叠和结构噪音引起的问题。数字乳腺X射线层析合成还提供减小的乳房压紧、改善的诊断和拍摄精确度、更少的撤销(recall)和3D病变定位的可能性。乳腺X射线层析合成系统的例子在美国专利申请第7,245,694号和第7,123,684号中描述，通常其权利被这个申请的受让人所拥有。在乳腺X射线层析合成方法很大地改善了X射线癌症拍摄的灵敏度的同时，与致密型乳腺相关联的专一性问题仍然是个问题。

也许最灵敏的乳腺成像形式是分子共振成像(MRI)。然而MRI形式的灵敏度负面地影响其专一性。另外，MRI装置的费用限制了它们总的部署。当更多的临床数据可获得时，近年来分子乳腺成像(MBI)有极大的发展。MBI的临床优势包括灵敏度相似于MRI形式的灵敏度，但有更好的专一性和更低的费用。

发明内容

根据本发明的一个方面，认识到可以经由集成多模式乳腺成像系统的引入而改善乳腺癌诊断，该系统将X射线层析合成成像能力和分子成像能力结合到单个、集成的乳腺成像装置。用乳腺X射线元件提供X射线层析合成能力，该乳腺X射线元件能执行用于安排(routing)乳腺癌扫描和诊断的乳腺X光照相术、X射线层析合成和立体定位成像。X射线元件基于乳腺对X射线的吸收来产生二维和三维解剖图像。

该集成装置还通过能用诸如单一光子平面成像、正电子发射断层照相术(PET)和单光子发射计算机断层照相术(SPECT)的方法成像乳腺的分子成像元件来提供分子成像能力。分子成像可以自己或结合X射线成像来使用。分子乳腺成像基于被注入乳腺的放射性同位素的吸收和衰变来产生乳腺的生理图像。

本发明将X射线层析合成成像能力和分子成像能力融合到单个乳腺成像装置。将不同成像形式集成到单个成像装置可以通过使放射科医生能根据每位患者的特殊需要调整诊断流程而增加诊断速度和准确性。例如放射科医生可以依据患者乳腺的已知解剖结构(例如密度)使用一种形式而不是另一种。或者放射科医生可以依次使用两种诊断成像方法以获得所需的附加信息。例如，如果使用X射线元件获得的如图1所示的常规的乳腺X光照片提示病变10的出现，那么放射科医生可以选择在患者来访期间获得患者乳腺的分子图像。该分子图像证实了病变10的出现，同时还有突出的另外的钙化12和14，该钙化12和14可能已在X射线图像中被漏掉。本发明使X射线层析合成图像和分子图像在单个显示器上并排(例如图1A和1B都提供在显示器上)、重叠或以电影模式等被一起检查。在一次来诊所看医生期间用同一设备获得分子图像的能力便于图像的登记、允许乳腺解剖和生理信息在切片粒度上的比较、允许图像CAD结果的比较、增加诊断速度和精确度，并因此减少不必要的活检和伴随的患者的焦虑。

根据本发明的一方面，乳腺成像装置包括用于获得乳腺解剖结构的X射线层析合成图像的X射线层析合成成像元件和用于获得乳腺生理结构的分子乳腺图像的分子成像元件。