JP6050827B2 - Ｘ線投影及び光トモグラフィーを使用して軟性体組織を撮像する方法及びデバイス - Google Patents

Description

発明の分野：
本発明は、軟性体組織（例えば女性の胸部）を撮像する方法及びデバイスに関する。さらにまた、本発明は、このような方法を実施するコンピュータプログラムプロダクト、及びこのようなコンピュータプログラムプロダクトを記憶させたコンピュータ読み取り可能媒体に関する。

本発明の背景：
軟性体組織（例えば女性の胸部）を検査可能にするため、及びおそらくはその中の腫瘍状組織を検出可能にするため、撮像方法が開発された。

例えば、マンモグラフィー撮像は、胸部を貫通して投影される及び送信後に検出されるＸ線を使用する。それにより検出されたＸ線強度分布から、胸部内構造体のジオメトリ及びＸ線吸収に関する情報を取得し得る。マンモグラフィーＸ線投影により取得した画像は、典型的には２次元（２Ｄ）である。

別の撮像技術として、光トモグラフィーが開発された。光トモグラフィーは、物体を貫通して透過し及び散乱した光から形成される３次元画像を再構成することにより、物体のデジタル容積測定モデルを生成する、コンピュータトモグラフィーの１タイプである。そこでは、光トモグラフィーは、物体は典型的には少なくとも部分的に光透過性もしくは半透過性であるという事実を使用する。 従って、これらの技術は、例えば女性の胸部内に存在する、軟性組織に最適である。例えば拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）において、近赤外スペクトルの光が軟性組織物体を透過し、伝播の後で検出される。検出される光強度のデータから、様々な組織タイプの異なる拡散特性のせいで、その軟性組織体積内の構造特性及び材料特性についての情報が取得され得る。例えば、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの局所的濃度についての情報がＤＯＴにより得られるかもしれず、そのような情報は、興味対象領域における構成組織の機能特性についての追加の情報を取得可能にするかもしれない。このように取得された光トモグラフィー画像データから、３次元（３Ｄ）画像は再構成され得る。例えば拡散光トモグラフィー技術の空間分解能は、典型的には、例えば数ミリメートルの範囲で、どちらかというと粗い。

Ｑｉａｎｑｉａｎ Ｆａｎｇ； Ｃａｒｐ， Ｓ．Ａ．； Ｓｅｌｂ， Ｊ．； Ｂｏｖｅｒｍａｎ， Ｇ．； Ｑｕａｎ Ｚｈａｎｇ； Ｋｏｐａｎｓ， Ｄ．Ｂ．； Ｍｏｏｒｅ， Ｒ．Ｈ．； Ｍｉｌｌｅｒ， Ｅ．Ｌ．； Ｂｒｏｏｋｓ， Ｄ．Ｈ．； Ｂｏａｓ， Ｄ．Ａ．； “Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｅａｌｔｈｙ Ｂｒｅａｓｔ： Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｒｏｍ Ｂｒｅａｓｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ，” Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ， ｖｏｌ．２８， ｎｏ．１， ｐｐ．３０−４２， Ｊａｎ． ２００９ ｄｏｉ： １０．１１０９／ＴＭＩ．２００８．９２５０８２は、組み合わせたＸ線マンモグラフィー／拡散光胸部撮像を開示する。しかしながら、提案された取り組みは依然として、例えば画像品質及び／又は患者の快適さに関する欠陥を被る。

本発明の要約：
例えば軟性体組織（例えば女性の胸部）を撮像する方法であって、前記軟性体組織の興味対象領域内で生じる構造体及び組織特性の改善された視覚化を可能にする方法、及びこのような方法を実施するデバイスが必要かもしれない。特に、例えば高空間分解能における軟性体組織に関する情報を提供する撮像方法及びデバイスが必要かもしれない。さらにまた、コンピュータ上でそのような方法を実施するのに適合されたコンピュータプログラムプロダクト、及び そのようなコンピュータプログラムプロダクトを記憶させたコンピュータ読み取り可能媒体が必要かもしれない。

先行技術の取り組みの不足からくるこれらの必要のいくつかは、独立請求項の主題によって満たされるかもしれない。本発明のさらなる実施形態は、従属請求項に定義される。

本発明の第１の態様によると、以下のステップ：
（ａ）Ｘ線投影を使用して、軟性体組織の興味対象領域の第１の画像のための第１画像データを取得するステップ；
（ｂ）光トモグラフィーを使用して、軟性体組織の前記興味対象領域の第２の画像のための第２画像データを取得するステップ；
（ｃ）取得した第１画像データから前記興味対象領域における軟性体組織の推定されるバルク光学特性を誘導するステップ；及び
（ｄ）前記取得した推定されるバルク光学特性を使用して、前記第２画像データから前記第２の画像を再構成するステップ
を有する軟性体組織を撮像する方法が提案される。

前記方法ステップは、示したのとは異なる順序で実施可能である。例えば、ステップ（ａ）及び（ｂ）の順序を逆にしてよい。

本発明の第１の態様の基本となる概念は、２つの異なる撮像タイプ（即ちＸ線投影撮像及び光トモグラフィー撮像）を使用して画像データを取得することによる相乗効果を達成することに見てとれる。該効果において撮像技術のそれぞれの利点を併せ持つだけでなく、さらに有利な効果が達成され得る。

例えば、Ｘ線投影を使用して取得される第１画像データは、高空間分解能で放射線撮影された軟性体組織のＸ線吸収特性を表す２次元画像を規定し得るという事実から、利益が取られたのかもしれない。このような第１画像データから、軟性体組織のバルクにおける光学特性の推定が誘導されるかもしれない。このような情報は、次いで光トモグラフィー技術を使用して取得される第２画像データからの第２の画像の再構成を改善するのに使用し得る。典型的には、このような再構成において、再構成を開始する前に、通常、一定の前提（ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｓ）を取らなければいけないので、第２の画像再構成は複雑かもしれず、不正確さを被るかもしれない。このような前提の決定は通常複雑で、正構成された画像に不正確さをもたらし得る。就中、このような前提は、光トモグラフィーを使用して撮像される軟性体組織内に存在するバルク光学特性に関係するかもしれない。なぜならこのようなバルク光学特性は、光トモグラフィー撮像に使用される光の伝播及び散乱に影響し得るからである。

本書では、高空間分解能でのバルク光学特性取得を可能にする、前に取得したＸ線投影画像データから軟性体組織の推定されるバルク光学特性を取得することにより、このようなバルク光学特性の高品質推定を提供することが提案される。このような推定バルク光学特性を使用すると、光トモグラフィー画像の再構成が改善されるかもしれず、及び就中、高空間分解能を示すかもしれない。

提案方法の実施形態は、具体的には女性の胸部を撮像するのに使用してよい。それから、マンモグラフィーＸ線投影を使用して、第１画像データを取得してよく、その第１の画像はマンモグラムとも称してよい。女性の胸部のこのような撮像において、第２画像データは有利には拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）を使用して取得される。ＤＯＴは、興味対象領域内で構成される組織についての機能情報を包含する３次元画像を規定し得る。

提案された撮像方法はさらに、Ｘ線投影を使用する軟性体組織の興味対象領域の第３の画像に関する第３画像データを取得する追加のプロセスステップを有する。該方法において、第１画像データは、第１の圧迫状態にある軟性体組織に関して取得され、第２及び第３画像データは、前記第１の圧迫状態におけるよりも低い圧迫における異なる第２の圧迫状態にある軟性体組織に関して取得される。

第３画像データの取得は、光トモグラフィーにより取得した第２の画像の再構成をさらに改善し得る。特に、例えば胸部の高い圧迫における女性の胸部の第１画像データを取得すること、さらに胸部の低い圧迫における第３画像データを取得することは有益かもしれない。両画像データはＸ線投影を使用して取得される。胸部の高い圧迫において、高品質のマンモグラム及び高い情報コンテンツが取得できるとは言え、その高い圧迫は患者にとって不快かもしれない。光トモグラフィーは比較的長い照明ピリオドを必要とするので、光トモグラフィーを使用する第２画像データは、胸部の低い圧迫で取得できる、それにより患者の快適性は相当に改善される。第１画像データと第２画像データとの相関を改善するため（これら第１及び第２画像データは異なる撮像技術を使用し、異なる圧迫状態で取得される）、第３画像データが更に取得される。これら第３画像データは、第１画像データと同じ技術で、第２画像データと同じ圧迫状態で取得される。

例えば、第１画像データ及び第３画像データは、互いに弾性的に登録され得る（ｅｌａｓｔｉｃａｌｌｙ ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）。それにより、胸部の第１及び第２圧迫状態に関して、所謂「優先変形（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｉｏｒ）」が導き出される。この優先変形は、第１圧迫状態と第２圧迫状態の間でどのように検査軟性体組織が変形するのかについての情報を有し得る。このような情報は、引き続く第２画像データから第２の画像を再構成する際に、有利に使用可能である。

例えば、高い圧迫において取得される、第１画像データから導き出される軟性体組織のバルク推定光学特性は、その優先変形（ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｉｏｒ）内に含まれる情報を使用して、変形され得る。それで、さらにこのような変形バルク光学特性を使用しながら、第２の画像は、低い圧迫において取得された第２画像データから再構成され得る。

換言すると、軟性体組織の高い圧迫におけるＸ線投影により取得された第１画像データから情報を導き出すことにより、バルク光学特性はまず推定され得るのであって、従って軟性体組織における局所吸収についての高解像度詳細な構造情報を有する。それから患者の快適性を改善するため、軟性体組織の圧迫を減らしてよく、第２及び第３画像データを、それぞれ光トモグラフィーを使用して及びＸ線投影を使用して取得してよい。次いで、第１画像データ内に含まれる高品質情報を、バルク光学特性を推定するのに使用してよい。原則としてこのようなバルク光学特性は、低い圧迫で取得された第３画像データから誘導可能であったが、但し低い情報品質であった。なぜならそのような低い圧迫におけるＸ線投影は典型的には、低い空間分解能及び／もしくは局所Ｘ線吸収についての少ない情報を有する画像をもたらすからである。従って、第１画像データから誘導されるバルク光学特性についての詳細な情報が使用されるべきであり、次いで第２の低圧迫状態で求められた軟性体組織のジオメトリに変形される。そこにおいて、いずれもＸ線投影により（ただし異なる圧迫状態において）取得される第１画像データ及び第３画像データを記録することにより得られた情報を、高品質第１画像データから予め導き出された推定バルク光学特性を変形する際に優先変形として使用してよい。よって、バルク光学特性についての情報は高品質で維持されるが、第２の圧迫状態における軟性体組織により求められたジオメトリに変形される。その第２の圧迫状態においても、第２画像データが光トモグラフィーを使用して取得される。従って、このような変形バルク光学特性を使用して、第２の画像は、第２画像データから最終的に高品質で再構成され得る。

提案された方法において、Ｘ線エネルギー、Ｘ線スペクトル及び／もしくはＸ線量に関する第１の設定により、第１画像データは取得され得、Ｘ線エネルギー、Ｘ線スペクトル及び／もしくはＸ線量に関する異なる第２の設定により、第３画像データは取得され得る。

このような実施形態において、軟性体組織はＸ線投影に使用される放射線に関する様々な設定における様々なＸ線吸収特性を有し得るという事実から、利益が得られるかもしれない。換言すると、軟性体組織の特定のタイプは、軟性体組織の別のタイプとは異なる、様々なＸ線エネルギー、Ｘ線スペクトル及び／もしくはＸ線量における様々なＸ線吸収特性を有し得る。従って、第１画像データ及び第３画像データをそれぞれ取得する際に使用するＸ線放射に関する様々な設定を使用することにより、軟性体組織における組織タイプの局所分布についての追加情報が取得されるかもしれない。

例えば、興味対象領域における軟性体組織の組織組成についての推定情報は、取得された第１画像データ及び取得された第３画像データを考慮して、誘導されてよい。引き続き、興味対象領域における軟性体組織の推定バルク光学特使は、前記組織組成についての推定情報から誘導されてよい。最後に、このような推定バルク光学特性を使用する第２画像データから、第２の画像は再構成され得る。

従って、このような実施形態において、Ｘ線投影による単一データ取得、即ち第１画像データに基づくだけでなく、また様々なＸ線設定におけるＸ線投影を使用する２つのデータ取得に基づき、推定バルク光学特性は誘導され得る。これら２つの画像データから、追加情報（例えば軟性体組織の興味対象領域における組織組成に関する追加情報）が誘導され得る。興味対象領域内の光学特性は、とりわけ局所組織組成に依存し得るので、この追加情報は、興味対象領域のバルク光学特性のより正確な推定のために使用され得る。このように改善された推定は、第２の画像（即ち光トモグラフィー画像）の改善された再構成を可能にし得る。

再構成した第２の画像は、第１の画像と一緒に表示され得る。両方の画像は、異なる情報コンテンツに関係し得る。例えば、第２の画像は、軟性体組織内の生理的機能についての情報を有し得、他方第１の画像は、軟性体組織内の構造体についての詳細なジオメトリ情報を有し得る。

第１及び第２の画像は、再構成した３次元第２の画像から誘導される２次元第２の画像と、２次元第１の画像との登録された重畳として表示され得る。

その中において２Ｄ第２の画像は、例えば、第１の画像がＸ線投影により取得される撮像面に対応する撮像面に関する３Ｄ第２の画像を介して２Ｄ投影を算出することにより、例えば再構成３Ｄ第２の画像から誘導され得る。あるいは、２Ｄ第２の画像は、例えば第１の画像が取得される撮像面に平行な平面内の３Ｄ第２の画像の２Ｄスライスを算出することにより、例えば再構成３Ｄ第２の画像から誘導され得る
第１及び第２の２Ｄ画像は、軟性体組織の様々な圧迫状態において取得され得、従って軟性体組織内の興味対象領域の様々なジオメトリ状態に関係し得る間、これら２つの２Ｄ画像は画像を登録後に重ね合わせられる。登録は、高い圧迫における軟性体組織の第１のジオメトリ状態で取得される第１の２Ｄ画像から、第２画像データが取得された低い圧迫における軟性体組織の第２ジオメトリ状態への変形、またはその逆を有し得る。そのような変形後、両方の２Ｄ画像を重ね合わせ、ユーザに対して表示してよく、それによりユーザによる単純化した画像分析を可能にする。

本発明のさらなる態様によれば、撮像デバイスが提案される。この撮像デバイスは、上記撮像方法の実施形態を行うのに適合される。

例えば撮像デバイスは、様々な圧迫状態で軟性体組織を圧迫するための軟性体組織コンプレッサを有し得る。さらにまた、前記軟性体組織コンプレッサの対向する辺に配置された、線源及びＸ線、並びに前記軟性体組織コンプレッサの対向する辺に配置された、光トモグラフィー光源及び光トモグラフィー光検出器を備える。さらにまた、その実施形態の１つにおける上記方法を実施するように適合したコンピュータを、前記撮像デバイス内に備える。

撮像デバイスは、軟性体組織コンプレッサ、Ｘ線源、Ｘ線検出器、光トモグラフィー光源及び光トモグラフィー光検出器の少なくとも１個を自動制御するように適合され得る。

従って、撮像デバイスは、それぞれＸ線投影及び光トモグラフィーのための各手段を使用して、及びおそらくは軟性体組織コンプレッサを使用して軟性体組織を個別の様々な圧迫状態にして、第１、第２及び任意には第３の画像を自動的に取得するように適合され得る。

本発明の第３の態様によると、上記方法の実施形態による方法を実施するようコンピュータに指示するための、コンピュータ読み取り可能命令を有するコンピュータプログラムプロダクトが提案される。このようなコンピュータプログラムプロダクトは、コンピュータ読み取り可能媒体に記憶され得る。コンピュータプログラムプロダクトは、各撮像手段から画像データを取得するため、そのようなデータを処理するため及びこのようなデータを最終的に出力するため（例えば視覚化のため）のいずれか好適なプログラミング言語のコンピュータ読み取り可能命令を使用してよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能命令を記憶するために適合された媒体のいずれのタイプ（例えばＣＤ，ＤＶＤ，フラッシュメモリ等）でよい。

本発明の態様及び実施形態、可能な特徴（ｆｅａｔｕｒｅｓ）及びその利点は、様々な対象に関して本書に記載されることに注意されたい。特に、ある実施形態は、方法型請求項に関して記載されるが、他の実施形態はデバイス型請求項に関して記載される。しかしながら、当業者なら以前及び以後の記載から、特記されない限り、発明対象の１タイプに属する特徴のいずれの組み合わせに加えて、異なる発明対象に関する特徴どうし（特にデバイス型請求項の特徴と方法型請求項の特徴どうし）のいずれかの組み合わせが、本願により開示されるとみなされるということを理解する。

図面の簡単な説明：
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して以下に記載される。記載若しくは図面は、発明を限定するものとして解釈すべきではない。
図１は、本発明の一実施形態による撮像デバイスを示す。 図２の（ａ），（ｂ）は、正常な圧迫及び減じた圧迫において取得されたマンモグラムを示す。 図はもっぱら図式的なものであって、正確な縮尺率ではない。

実施形態の詳細な説明：
図１は、以下にさらに詳細に記載されるような、本発明の実施形態による撮像方法を実施するのに使用し得る撮像デバイスを示す。撮像デバイス１は、様々な圧迫状態で及び様々な撮像モダリティにより女性の胸部１７を撮像するように適合される。

撮像デバイス１は、図１に示すような垂直方向２３に移動可能な圧迫パドル１３を有する軟性体組織コンプレッサ１５を含む。可動式圧迫パドル１３を使用して、前記圧迫パドル１３とハウジング２１との間に挟まれた女性の胸部１７は、図中でそれぞれ点線と実施線により図式的に示されるように、様々な圧迫状態に圧迫されてよい。

Ｘ線源３及びＸ線検出器５は、コンプレッサ１５の対向する側に配置される。Ｘ線が興味対象領域を透過し、次いでＸ線検出器により検出されるように、Ｘ線源３は、胸部１７内の興味対象領域に向かってＸ線を放射され得る。従って、マンモグラフィーＸ線投影は取得され得る。

Ｘ線源３から放射されるＸ線のエネルギー、スペクトル及び／もしくは線量が変更可能なように、Ｘ線源３は、様々な操作条件（例えば、様々な加速電圧、電子フロー密度等）で操作され得る。その上さらに、フィルタ７をＸ線ビームに導入してよく、動的に交換可能であってよい。体組織の様々なタイプが、Ｘ線吸収に依存する様々なＸ線旧特性を示すように、最終的に興味対象領域内の組織組成についての情報が高精度で得られるように、Ｘ線画像データ取得中に、このような様々な設定を確立することにより、Ｘ線源３から放射されるＸ線の特性が特別に適合される。

Ｘ線撮影装置の部品３，５，７に加え、光トモグラフィー装置の部品を、胸部１７に隣接して配置してよい。光トモグラフィー光源９を、透明圧迫パドル１３の上部に配置してよく、光トモグラフィー光検出器１１を胸部１７の下部に配置してよい（例えば光トモグラフィー光源９により放射された光に対して透過性であってもよいハウジング２１内に）。

光（例えば近赤外（ＮＩＲ）スペクトル範囲の光）を胸部１７に向けて放射し、光トモグラフィー光検出器に向かって様々な角度で胸部１７を透過させ得るように、光トモグラフィー光源９は、別々の場所で複数の個々の発光装置を有する。胸部１７を透過させ、おそらく胸部内に拡散された光を２次元的に検出できるように、光トモグラフィー光検出器１１は、マトリックス内に分散した複数の個々の光検出器を有する。様々な角度で胸部を光が透過する際、光トモグラフィー光検出器１１を使用して複数の２次元画像を取得することにより、３次元光トモグラフィー画像が再構成され得る。有益な構成において、全てのセンサにより検出可能な発光の変動パターンを得るために、様々な光源を組み合わせてよい。これは、引き続き画像再構成に使用される疑似角度情報をもたらし得る。従って、ＤＯＴ取得の際、ＤＯＴ装置の部品の機械的運動の必要はない。

撮像デバイス１の全ての部品（即ちＸ線源３，Ｘ線検出器５，フィルタ７，光トモグラフィー光源９，光トモグラフィー光検出器１１及びコンプレッサ１５の可動圧迫パドル１３のための移動機構（図示せず））は、コントロール１９に接続される。このコントロール１９は、以下に記載のように本発明の実施形態による撮像方法を実施するため、部品を自動的に制御及び操作し、該部品からのデータを取得、加工及び出力し得る。

まず、ハウジング２１の上部且つ圧迫パドル１３の下部に、女性の胸部を配置する。方向２３に沿って圧迫パドル１３を下げることにより、図１で点線により示されるように、胸部１７は第１の圧迫状態まで圧迫される。

このような第１の圧迫状態において、Ｘ線源３から胸部１７を貫通してＸ線検出器５に向かってＸ線を投影すること、及び検出器５により透過Ｘ線を検出することにより、胸部１７の第１画像データが取得される。このようなマンモグラフィーＸ線投影のため、Ｘ線エネルギー、Ｘ線スペクトル、Ｘ線量及びフィルター材料７の選択について標準設定を使用してよい。

その後、圧迫パドル１７を上方に移動することにより、胸部１７の圧迫を減らす。それにより、図１中実線で示されるような、胸部１７の第２の圧迫状態を得てよい。

このような第２の圧縮状態において、別のマンモグラムが取得される。換言すると、胸部１７の興味対象領域の第３画像データが、Ｘ線投影により取得される。低下した圧迫の第２の圧縮状態におけるこのようなＸ線投影において、Ｘ線源３及び／もしくはフィルタ７についての様々な設定を使用し得る。例えば低線量における高いＸ線光子エネルギーで第３画像データが取得されるように、Ｘ線源３の加速電圧を増やし、電子フロー密度を減らし、Ｘ線ビームへ導入されるフィルタを交換してよい。

次いで、胸部１７を第２の圧迫状態に維持しながら、光トモグラフィー光源９及び光トモグラフィー光検出器１１を胸部１７に隣接させてよい。この光トモグラフィー装置９，１１を使用して、胸部１７の興味対象領域の第２画像データが取得される。

このような画像データ取得の後、胸部１７をコンプレッサ１５から解放してよい。任意には、第２の胸部のため、手順を繰り返してよい。

図２（ａ）は、第１の高圧迫状態における胸部１７のマンモグラムを示す。図２（ｂ）は、第２の低圧迫状態におけるマンモグラムを示す。第１の高圧迫状態のマンモグラムにおいて、より詳細なものが可視性であることが明らかに見て取れる。

それぞれ検出器５，１１により全ての画像データがデジタルなデータとして取得され得、コントロール１９内に含まれるコンピュータ２５に運ばれる。コンピュータ２５は、第１、第２及び第３画像データを取得し、これらのデータを加工するように適合される。

例えば、コンピュータ２５は、取得された第１画像データから胸部１７のバルク光学特性の推定を誘導し、第２画像データから第２の画像の再構成（即ち３次元光トモグラフィー画像）を改善するために、このような推定バルク光学特性を使用してよい。

好ましい実施形態において、コンピュータ２５は、２つの取得マンモグラム（即ち第１の画像及び第３の画像）の弾性登録を行い、それにより胸部１７の第１及び第２の圧迫状態に関する優先変形のための情報を誘導する。

さらにまた、コンピュータ２５は、胸部密度及び二重エネルギースペクトル分解に基づき、胸部１７内の軟性体組織の組織組成を分解し得る。そこでは、様々なＸ線設定において取得された第１画像データ及び第３画像データを考慮し、これら第１画像データと第３画像データとの違いを分析することにより、興味対象領域内の胸部の組織組成についての情報が誘導される。可能な二重エネルギー体積測定胸部密度評価についての詳細は、欧州出願番号Ｎｏ．１０１９４７５０．５から導かれる。

組織組成についてのこのような推定情報は、次いで第２画像データから第２の画像を再構成する際に使用され得る。なぜなら組織組成についてのこのような情報は、興味対象領域内の胸部のバルク光学特性をより正確に推定するのに役立つからである。従って、この情報は、光トモグラフィー再構成の初期化として興味対象定義（ｉｎｔｅｒｅｓｔ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）のより正確な体積のために使用してよい。そこでは、興味対象定義の体積は、組織組成にリンクされないが、第３画像データ単独の高空間分解能から直接誘導可能である。第２画像データと第３画像データとの間で変形はないことを言及することは重要である。

最後に、コンピュータ２５は、再構成した第２の画像から誘導される２次元画像と、第１の画像との登録された重畳を表示するため、取得画像データを処理する。換言すると、光トモグラフィー画像取得の第２画像データから誘導されるような機能情報の局所分布と、第１のマンモグラフィー画像から誘導されるような構造データとを登録し、重ね合わせてよい。正常な圧迫及び標準線量において取得されたマンモグラムからの構造データの登録された上書き(ｏｖｅｒｌａｙ)、及び減じた圧迫で取得された光トモグラフィー測定を得るため、第１及び第３画像データを弾性的に登録することにより誘導されるような優先変形に含まれる情報を使用してよい。このような視覚化をユーザに対して例えばディスプレイ上に示してよく、もしくはプリントアウトしてよい。

そのような視覚化融合画像は、マンモグラム由来の高解像度における構造的特徴及び光トモグラフィー由来の機能的特徴の両方を有し、その上さらにマンモグラムから誘導される追加情報を使用する結果その光トモグラフィー画像は高品質のものであるので、このような融合画像は、例えば胸部内のがん組織を検出するため、医師に貴重な情報を提供し得る。

最後に、本発明の実施形態の可能な特徴、機能及び利点は、以下のように異なる表現で要約し得る。

拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）とマンモグラフィとのマルチモーダル融合は、それぞれの強度を要求すること（ｄｒａｗｉｎｇ ｏｎ）により、おそらくは相乗効果を可能にすることにより、両方の撮像モダリティの不足を克服できる見込みがある。光学特性により、１０ミリメートルの範囲の空間分解能を有する機能的情報が提供され、おそらくは０．１ミリメートルの空間分解能を有するＸ線を使用して、高解像度構造画像コントラストが生成される。ＤＯＴ測定をマンモグラフィーシステムと統合してよい。しかしながら、ＤＯＴは、マンモグラムの取得時間を意味し得る長々しい測定取得を必要とする。

患者の快適さを改善するため、減らした胸部圧迫でＤＯＴを実施するのが望ましい。

これは、ＤＯＴ測定の結果とマンモグラムとの間に対応問題をもたらし、変形フィールドの推定を必要とし得る。さらにまた、測定された応答を正確に解釈するため、ＤＯＴはバルク光学特性の推定に感受性であり得る。光学カメラによる既存技術は、胸部の内部構造についての情報がない、もっぱら外部変形をキャプチャ可能である。加えて、圧迫高さについての正確な知識なしに単一のマンモグラムから光学特性を正確に決定するのは困難かもしれない。

換言すると、マンモグラフィーとＤＯＴ取得との組み合わせの主たる欠点は、長い測定時間である。減らした胸部圧迫は、患者の快適さを改善するが、対応問題をもたらす：即ち、診断目的のため構造の十分な可視性を達成するため、正常圧迫においてマンモグラムは取得されるべきであり；その長い測定時間のため、ＤＯＴ測定は減らした圧迫において実施されるが、これらは構造的コントラストを欠き、もっぱら粗い解像度で機能的応答を提供する。

本発明の実施形態によれば、このような対応問題は、２つのマンモグラムの登録から誘導される優先変形を使用することにより克服され得る。

さらにまた、ＤＯＴ正規化に関するバルク光学特性を推定する単一の２次元マンモグラムの使用は、不都合かもしれない。マンモグラムから組織画分を抽出することは、不正確な圧迫高さ推定に非常になりやすく、従ってエラーを生じやすい。本発明の実施形態によると、減らした圧迫における二重エネルギーペンダントを有する第１のマンモグラムを補完することにより、このような欠点は克服され得る。

実施形態によると、本発明は、デジタルマンモグラムと異なる胸部圧迫における拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）の結果とを融合する方法を提案する。ＤＯＴは典型的には、もっぱら粗い解像度を提供し、データの空間評価を可能にするため、補完モダリティの構造的情報を必要とする。さらにまた、応答を正規化するため、ＤＯＴは推定バルク光学特性（即ち興味対象の体積内の様々な組織タイプ）に依存する。長々しいＤＯＴ取得の間、患者の快適さを改善するため、減らした胸部圧迫においてＤＯＴ取得を実施するのが望ましい。しかしながら、マンモグラフィー画像品質は、高い胸部圧迫に依存し得る。よって、Ｘ線取得について異なるフィルタ及び／もしくはエネルギー設定を使用して、減らした圧迫における追加の低線量ラジオグラフを取得することが提案される。

本発明の実施形態によると、光トモグラフィー画像取得のために使用されるのと同じ減らした圧迫において、追加の低線量マンモグラムが利用される。変形可能な登録スキームを使用して、正常圧迫において取得されたマンモグラム内のピクセルと、減らした圧迫におけるフォローアップ取得との対応を含む滑らかな変形フィールドを誘導可能である。これらの対応はまた、ＤＯＴとＸ線画像データとを接続し、よって機能的及び構造的画像コンテンツの正確な上書きを可能にする。

ＤＯＴ結果の正規化のため、１個もしくは複数のマンモグラム由来のバルク光学特性の推定を改善するには、異なる光子エネルギー、ターゲット材料及び／もしくはフィルタ材料により第２のマンモグラムを取得可能である。このような二重エネルギーアプローチにより、一方では登録に関連する構造は、依然としてマンモグラム内で可視性であり、２つの相補的エネルギーを使用すると、異なる組織タイプへの胸部の分解が、単一マンモグラムからの組織タイプ分解推定と比較してもっと強力に実施可能である。さらに、ＤＯＴ取得と同じ圧迫レベルで取得されたマンモグラムの高空間分解能は、ＤＯＴ再構成用興味対象の体積のより正確な定義を許す。

用語「を有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は他の要素もしくはステップを除外しないこと、不定冠詞「ａ」もしくは「ａｎ」は複数を除外しないことに注意すべきである。また、異なる実施形態と関連して記載された要素は、組み合わせられてよい。また、請求項内の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈してはならないことに注意すべきである。

参照符号のリスト：
１： 撮像デバイス
３： Ｘ線源
５： Ｘ線検出器
７： 交換可能なフィルタ
９： 光トモグラフィー光源
１１： 光トモグラフィー光検出器
１３： 圧迫パドル
１５： 軟性体組織コンプレッサ
１７： 胸部
１９： コントロール
２１： ハウジング
２３： 移動方向
２５： コンピュータ

Claims (12)

1. Ｘ線投影を使用して、軟性体組織の興味対象領域の第１の画像のための第１画像データを取得するステップ；
   光トモグラフィーを使用して、前記軟性体組織の前記興味対象領域の第２の画像のための第２画像データを取得するステップ；
   取得した第１画像データから前記興味対象領域における軟性体組織の推定されるバルク光学特性を誘導するステップ；
   前記推定されるバルク光学特性を使用して、前記第２画像データから前記第２の画像を再構成するステップ；及び
   Ｘ線投影を使用して、前記軟性体組織の興味対象領域の第３の画像のための第３画像データを取得するステップ；
   を有する、軟性体組織を撮像する方法であって、
   前記第１画像データは、第１の圧迫状態にある軟性体組織により取得され、前記第２及び第３画像データは、前記第１の圧迫状態におけるよりも低い圧迫における異なる第２の圧迫状態にある前記軟性体組織により取得される、
   方法。
2. さらに：
   前記第１画像データ及び前記第３画像データを弾性的に登録するステップであって、それにより前記軟性体組織の第１及び第２の圧迫状態に関して優先変形を誘導する、ステップ；
   を有する、請求項１に記載の方法。
3. さらに：
   前記優先変形を使用して、以前に誘導されたバルク推定光学特性を変形するステップ；及び
   このように変形されたバルク光学特性をさらに使用して、前記第２画像データから第２の画像を再構成するステップ；
   を有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１画像データは、Ｘ線エネルギー、Ｘ線スペクトル及び／又はＸ線量についての第１の設定により取得される、及び
   前記第３画像データは、Ｘ線エネルギー、Ｘ線スペクトル及び／又はＸ線量についての異なる第２の設定により取得される、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. さらに：
   前記取得した第１画像データ及び前記取得した第３画像データを考慮して、興味対象領域における前記軟性体組織の組織組成についての推定される情報を誘導するステップ；及び
   前記組織組成についての推定される情報から、興味対象領域における軟性体組織の前記推定されるバルク光学特性を誘導するステップ；
   このような推定されるバルク光学特性を使用して、前記第２画像データから前記第２の画像を再構成するステップ；
   を有する、請求項４に記載の方法。
6. 拡散光トモグラフィーを使用して、前記第２画像データが取得される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. さらに：
   前記再構成された第２の画像から得られる２次元画像と前記第１の画像との登録された重畳を表示するステップ、
   を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法を実施するのに適合される撮像デバイス。
9. 様々な圧迫状態における軟性体組織を圧迫する、軟性体組織コンプレッサ；
   前記軟性体組織コンプレッサの対向する辺に配置された、Ｘ線源及びＸ線検出器；
   前記軟性体組織コンプレッサの対向する辺に配置された、光トモグラフィー光源及び光トモグラフィー光検出器；
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法を実施するのに適合されたコンピュータ、
   を有する、請求項８に記載の撮像デバイス。
10. 前記デバイスは、軟性体組織コンプレッサ、Ｘ線源、Ｘ線検出器、光トモグラフィー光源及び光トモグラフィー光検出器の少なくとも１個を自動制御するように適合される、請求項９に記載の撮像デバイス。
11. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法を実施するようにコンピュータに指示するための、コンピュータ読み取り可能命令を有する、コンピュータプログラム。
12. 請求項１１に記載のコンピュータプログラムを記憶させた、コンピュータ読み取り可能媒体。

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