用于X射線醫(yī)學(xué)成像中的暴露控制的多幀獲取的制作方法

醫(yī)學(xué)成像例如乳房攝影術(shù)(mammography)可以使用低能量X射線作為診斷和篩選工具的一部分來(lái)檢查患者組織。例如，乳房攝影術(shù)用于通常通過(guò)檢測(cè)患者組織內(nèi)包含的特征質(zhì)量（mass）來(lái)檢測(cè)乳腺癌。在乳房攝影術(shù)期間，X射線暴露時(shí)間可以是幾秒。

乳房攝影術(shù)要求使用專用壓縮單元（例如，平行板壓縮單元）來(lái)壓縮被檢查的患者組織以使患者組織的厚度平坦，這可通過(guò)減小X射線必須穿透的患者組織的厚度來(lái)提高圖像質(zhì)量。然而，患者組織的壓縮對(duì)于患者來(lái)說(shuō)能夠是疼痛的，并且可能導(dǎo)致患者移動(dòng)，并且繼而在成像期間移動(dòng)患者組織。

當(dāng)患者組織在成像期間移動(dòng)時(shí)，通過(guò)乳房攝影術(shù)獲取的圖像可能被模糊并且不能用于診斷患者組織。因?yàn)榇_定圖像是否被模糊僅發(fā)生在拍攝圖像之后，并且圖像由技術(shù)人員檢查，患者可能必須忍受對(duì)X射線的多次暴露，直到獲得清晰的圖像。

因此，將會(huì)期望設(shè)計(jì)一種允許在拍攝圖像時(shí)確定圖像是否被模糊的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一些實(shí)施例，公開了一種用來(lái)創(chuàng)建醫(yī)學(xué)圖像的方法。該方法包括在x射線劑量期間接收多個(gè)患者組織圖像。此外，在x射線劑量期間，做出在多個(gè)患者組織圖像中是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)的確定。在確定沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的情況下，創(chuàng)建包括多個(gè)患者組織圖像的患者組織的診斷圖像。其它實(shí)施例與存儲(chǔ)用來(lái)執(zhí)行本文所述的任何方法的指令的系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)可讀媒介相關(guān)聯(lián)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的方框示意圖。

圖2圖示根據(jù)一些實(shí)施例的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的組件。

圖3圖示根據(jù)一些實(shí)施例的與醫(yī)學(xué)成像相關(guān)聯(lián)的方法。

圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的方框示意圖。

圖5圖示根據(jù)一些實(shí)施例的計(jì)算系統(tǒng)的組件。

具體實(shí)施方式

如本文所描述的，本實(shí)施例可以涉及解決上述問(wèn)題的多幀獲取技術(shù)。替代在長(zhǎng)x射線暴露窗口之后獲取單個(gè)圖像，所提出的系統(tǒng)和方法可以涉及在暴露窗口期間（例如，當(dāng)患者暴露于單劑量的X射線的時(shí)間段）獲取多個(gè)（例如，幾十個(gè)）圖像?？梢酝ㄟ^(guò)跟蹤連續(xù)幀之間的圖像來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)患者運(yùn)動(dòng)，并且與每個(gè)圖像相關(guān)聯(lián)的信息可以用來(lái)做出明智的決定以控制X射線暴露。

參照?qǐng)D1和圖2，示出根據(jù)一些實(shí)施例的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)100。醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)100可以包括X射線發(fā)生器101，其用來(lái)通過(guò)患者組織102傳輸X射線105。X射線105可以在接收器103處被接收。X射線發(fā)生器101可以包括X射線管104，其用來(lái)發(fā)射X射線。X射線管104可以包括產(chǎn)生X射線的真空管?；颊呓M織102可以包括來(lái)自相同來(lái)源的類似細(xì)胞例如但不限于與特定患者的乳房組織相關(guān)聯(lián)的細(xì)胞的集合。

接收器103可以包括檢測(cè)器106和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107。如所圖示，檢測(cè)器106和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可以在接收器103內(nèi)部，然而，在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可以在接收器103外部。檢測(cè)器106可以包括基于半導(dǎo)體的檢測(cè)器，例如基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（“CMOS”）的檢測(cè)器。CMOS是可用于X射線醫(yī)學(xué)成像檢測(cè)器的技術(shù)，因?yàn)槠涑碗娮釉肼暫涂焖賻x出能力可用來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能X射線檢測(cè)器。

在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器106可以包括CMOS X射線檢測(cè)器，其包含包括像素陣列的圖像傳感器面板。在圖像傳感器的頂部，可以設(shè)置閃爍體（未示出）。像素陣列中的每個(gè)像素可包括電荷收集設(shè)備（例如，光電二極管）和電子電路，其用來(lái)存取來(lái)自像素的信號(hào)。像素陣列可以吸收大多數(shù)x射線并將其能量轉(zhuǎn)換為可以由下面的圖像傳感器有效檢測(cè)的光學(xué)光子。該檢測(cè)機(jī)制可以被稱為“間接”機(jī)制，因?yàn)閄射線首先被轉(zhuǎn)換成光學(xué)光子，光學(xué)光子繼而由圖像傳感器檢測(cè)。

檢測(cè)器106可以作為捕獲X射線105的“照相機(jī)”起作用。例如，X射線光子可以在基于半導(dǎo)體的檢測(cè)器中轉(zhuǎn)換成電子-空穴對(duì)并且被收集以檢測(cè)X射線105。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可以作為控制器起作用，以基于來(lái)自檢測(cè)器106的輸入來(lái)控制X射線發(fā)生器101。例如，檢測(cè)器107可以在單劑量的X射線期間確定在多個(gè)患者組織圖像的捕獲期間是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)，且響應(yīng)于指示檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)的輸入而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可以管理用來(lái)獲得多個(gè)患者組織圖像的X射線暴露時(shí)間以及管理多個(gè)患者組織圖像中的哪一個(gè)用來(lái)創(chuàng)建診斷圖像。例如，在第一種情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可以丟棄在由檢測(cè)器確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之前的圖像，并且當(dāng)在X射線劑量的開始時(shí)確定運(yùn)動(dòng)時(shí)增加X(jué)射線劑量的時(shí)間。在第二種情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可以在由檢測(cè)器在X射線劑量的中間時(shí)確定運(yùn)動(dòng)時(shí)停止X射線劑量并且生成停止X射線劑量的指示。在第三種情況下，當(dāng)由檢測(cè)器在X射線劑量的結(jié)束時(shí)確定運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可停止X射線劑量并丟棄從在由檢測(cè)器107確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間起的圖像。

參照?qǐng)D2，在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器106可以包括幀獲取模塊201和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器202。此外，根據(jù)一些實(shí)施例，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可以包括計(jì)算機(jī)處理器203和暴露模塊204。替代X射線暴露窗口之后獲取單個(gè)圖像，如在常規(guī)系統(tǒng)中，幀獲取模塊201可在單個(gè)X射線劑量（例如，暴露）期間獲取多個(gè)（例如，幾十個(gè)）圖像。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器202可以通過(guò)跟蹤連續(xù)幀之間的圖像來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)患者運(yùn)動(dòng)，以確定是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)。關(guān)于運(yùn)動(dòng)的信息可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107使用以通過(guò)控制X射線發(fā)生器做出明智的決定來(lái)控制X射線暴露。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)從多個(gè)患者組織圖像中的第二個(gè)減去多個(gè)患者組織圖像中的第一個(gè)來(lái)確定運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，多個(gè)患者組織圖像中的第一和第二個(gè)圖像可以是連續(xù)圖像。當(dāng)減去其中沒(méi)有發(fā)生運(yùn)動(dòng)的圖像時(shí)，減法的結(jié)果可以為零（例如，來(lái)自第一圖像的每個(gè)像素抵消來(lái)自第二圖像的像素）。然而，如果在圖像中的一個(gè)中發(fā)生運(yùn)動(dòng)，則減法的結(jié)果可以是非零值（例如，大于零或小于零）。在一些實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)的程度可以可允許計(jì)及與成像變化相關(guān)聯(lián)的誤差。在一些實(shí)施例中，可以使用閾值而不是零以補(bǔ)償與X射線過(guò)程相關(guān)聯(lián)的量子噪聲。在其它實(shí)施例中，圖像之間的比較可以基于比較來(lái)自每個(gè)圖像的一組相加的像素。像素組求和可以抑制與X射線過(guò)程相關(guān)聯(lián)的量子噪聲。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)分析皮膚線來(lái)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，以確定皮膚線是否已經(jīng)偏移。

如上所述，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107可以作為控制器起作用，以基于來(lái)自檢測(cè)器106的輸入來(lái)控制X射線發(fā)生器101。當(dāng)檢測(cè)器107確定在捕獲多個(gè)患者組織圖像期間發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)處理器203可以在x射線劑量期間確定何時(shí)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，并且暴露模塊204可以響應(yīng)于運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)管理X射線發(fā)生器101。計(jì)算機(jī)處理器203可以在計(jì)算機(jī)處理器確定運(yùn)動(dòng)在X射線劑量的開始時(shí)的時(shí)候丟棄由檢測(cè)器確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之前的圖像。在這種情況下，暴露模塊204可以向X射線發(fā)生器101指示以增加X(jué)射線劑量的時(shí)間以補(bǔ)償較早檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)。暴露模塊204可以停止由X射線發(fā)生器101給予的X射線劑量，并且計(jì)算機(jī)處理器203可以在計(jì)算機(jī)處理器203確定由檢測(cè)器確定的運(yùn)動(dòng)在X射線劑量的中間部分期間時(shí)生成停止X射線劑量的指示。暴露模塊204可以停止由X射線發(fā)生器101給予的X射線劑量，并且當(dāng)計(jì)算機(jī)處理器203確定在X射線劑量的結(jié)束時(shí)發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)處理器203可以丟棄從在由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器302確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間起的圖像。

圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的與創(chuàng)建醫(yī)學(xué)圖像相關(guān)聯(lián)的方法300的流程圖。本文所描述的流程圖不暗示對(duì)步驟的固定順序，并且本文所描述的實(shí)施例可以以可實(shí)施的任何順序?qū)嵤Ｗ⒁?，本文所描述的任何方法可以由硬件、軟件或這些方法的任何組合來(lái)執(zhí)行。例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介（例如，非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介）可以在其上存儲(chǔ)指令，當(dāng)由機(jī)器運(yùn)行指令時(shí)，導(dǎo)致根據(jù)本文所描述的任何實(shí)施例的執(zhí)行。

在310處，接收在X射線劑量期間捕獲的多個(gè)患者組織圖像。多個(gè)患者圖像可以在接收器例如如關(guān)于圖1所描述的接收器103處接收。多個(gè)圖像可以由檢測(cè)器例如關(guān)于圖2所描述的檢測(cè)器捕獲。

為了說(shuō)明的目的，并且為了幫助理解本說(shuō)明書的特征，現(xiàn)在將介紹三個(gè)示例。這三個(gè)示例不意圖限制權(quán)利要求的范圍。第一示例涉及在X射線劑量開始期間實(shí)時(shí)檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)。第二示例涉及在X射線劑量的中間期間實(shí)時(shí)檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)。第三示例涉及在X射線劑量結(jié)束期間實(shí)時(shí)檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4，圖示如由樣品T-0至T-n所指示的隨時(shí)間分配單劑量的X射線105的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)100的實(shí)施例。參照第一示例，X射線劑量的開始可以被定義為例如分配給X射線劑量的時(shí)間的前10%（例如，所接收的樣品的前10%）。因此，如果X射線劑量要持續(xù)2秒，則X射線劑量的開始可以定義為0.2秒。在X射線劑量的開始期間可以捕獲的多個(gè)樣品的確定可以基于在0.2秒的周期內(nèi)的采樣率。X射線劑量的結(jié)束可以定義為分配給X射線劑量的時(shí)間的后10%（例如，所接收的樣品的后10%）。因此，如果X射線劑量要持續(xù)2秒，則X射線劑量的結(jié)束可以被定義為X射線劑量的最后0.2秒。在X射線劑量結(jié)束期間多個(gè)樣品的確定可以基于在0.2秒的周期內(nèi)的采樣率。X射線劑量的中間可以被定義為大于分配給X射線劑量的時(shí)間的前10%且小于分配給X射線劑量的時(shí)間的后10%。用于定義X射線劑量的結(jié)束和X射線劑量的開始的參數(shù)（例如，百分比）可以是用戶定義的。在本示例中，如圖4所圖示，X射線劑量的開始可以在時(shí)間T-0和T-2之間。如圖4所圖示，X射線劑量的結(jié)束可以在時(shí)間T-50和T-n之間。如圖4所圖示，X射線劑量的中間可以在時(shí)間T-2和T-50之間。

參照回到圖3，在320處，在X射線劑量期間，做出在多個(gè)患者組織圖像中是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)的確定?？梢詫?shí)時(shí)進(jìn)行確定，使得如果檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，則能夠停止X射線的劑量。通過(guò)在檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)的情況下停止X射線的劑量，患者可以接收比常規(guī)方法更少的X射線。確定圖像之間是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)可以包括實(shí)時(shí)地從當(dāng)前圖像中減去先前圖像，以確定在圖像之間是否發(fā)生任何運(yùn)動(dòng)。

繼續(xù)第一示例，可以從T-1處的圖像中減去T-0處的圖像。將實(shí)時(shí)地確定是否能夠檢測(cè)到任何運(yùn)動(dòng)。同樣，對(duì)于與第二示例和第三示例相關(guān)聯(lián)的樣品，將確定運(yùn)動(dòng)的存在。

在330處，在確定沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的情況下，將創(chuàng)建患者組織的診斷圖像，診斷圖像包括多個(gè)患者組織圖像。診斷圖像可以包括多個(gè)圖像的復(fù)合。

然而，在檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)的情況下，將作出關(guān)于運(yùn)動(dòng)是否發(fā)生在X射線劑量的開始時(shí)、X射線劑量的中間部分時(shí)或在X射線劑量的結(jié)束時(shí)的確定。在X射線劑量的開始時(shí)確定運(yùn)動(dòng)的情況下，可以丟棄在確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之前的圖像，并且可以增加給予X射線劑量的時(shí)間量。增加X(jué)射線劑量的時(shí)間量可以等于在X射線劑量的開始時(shí)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)的時(shí)間量。例如，如果在到X射線劑量中0.1秒時(shí)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，則總暴露時(shí)間可以延長(zhǎng).1秒。在X射線劑量的中間時(shí)確定運(yùn)動(dòng)的情況下，可以停止X射線劑量的給予，并且可以生成停止X射線劑量的指示并將其發(fā)送到X射線發(fā)生器的操作者。該指示可以通知X射線發(fā)生器的操作者可能需要重新開始X射線暴露。在X射線劑量的結(jié)束時(shí)確定運(yùn)動(dòng)的情況下，可以停止給予X射線劑量，并且可以丟棄從在確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間起的圖像。在這種情況下，患者組織的診斷圖像可以包括在確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之前拍攝的多個(gè)患者組織圖像，并且患者可能暴露于比常規(guī)系統(tǒng)少的X射線。

現(xiàn)在參照?qǐng)D5，圖示計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500可以涉及X射線接收器系統(tǒng)。裝置500可以包括存儲(chǔ)裝置501、媒介502、處理器503和主存儲(chǔ)器505。根據(jù)一些實(shí)施例，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500還可以包括數(shù)字顯示端口，例如適于耦合到數(shù)字計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)器、電視、便攜式顯示屏等的端口。

存儲(chǔ)設(shè)備501可以存儲(chǔ)信息（例如，包含與X射線暴露相關(guān)聯(lián)的信息）。媒介502可以包括可以存儲(chǔ)要由處理器503運(yùn)行的處理器可運(yùn)行指令的任何計(jì)算機(jī)可讀媒介。例如，媒介502可以包括非暫時(shí)性有形媒介，例如但不限于致密盤、數(shù)字視頻盤、閃速存儲(chǔ)器、光學(xué)存儲(chǔ)裝置、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器或磁媒體。

處理器可運(yùn)行指令可以以壓縮、未編譯和/或加密的格式存儲(chǔ)。處理器可運(yùn)行指令還可以包含例如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和/或由處理器503用來(lái)與外圍設(shè)備接口的設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的程序元件。

處理器503可以包括或以別的方式與用來(lái)運(yùn)行程序代碼的專用寄存器、堆棧、隊(duì)列等相關(guān)聯(lián)和/或可以在其間共享這些元件中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，處理器503可以包括集成電路。在一些實(shí)施例中，處理器503可以包括用于執(zhí)行方法例如但不限于關(guān)于圖3描述的方法的電路系統(tǒng)。

處理器503與存儲(chǔ)設(shè)備501通信。存儲(chǔ)設(shè)備501可以包括任何合適的信息存儲(chǔ)設(shè)備，包含磁存儲(chǔ)設(shè)備（例如，硬盤驅(qū)動(dòng)）、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備和/或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備的組合。存儲(chǔ)設(shè)備501可以存儲(chǔ)用于控制處理器503的程序。處理器503執(zhí)行程序的指令，并且由此根據(jù)本文所描述的任何實(shí)施例操作。例如，處理器503可以確定多個(gè)患者組織圖像中何時(shí)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。

主存儲(chǔ)器505可以包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何類型的存儲(chǔ)器，例如但不限于安全數(shù)字（SD）卡、微型SD卡、單數(shù)據(jù)速率隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SDR-RAM）、雙數(shù)據(jù)速率隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DDR-RAM）或可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）。主存儲(chǔ)器505可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器模塊。

應(yīng)當(dāng)理解，上述所有這類優(yōu)點(diǎn)不一定可以根據(jù)任何特定實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文所描述的系統(tǒng)和技術(shù)可以以實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文所教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式來(lái)體現(xiàn)或執(zhí)行，而不必實(shí)現(xiàn)如本文可教導(dǎo)或建議的其它優(yōu)點(diǎn)。

雖然本文圖示和描述本發(fā)明的僅某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多修改和變化。因此，應(yīng)當(dāng)理解，隨附權(quán)利要求意圖涵蓋如落入本發(fā)明的真實(shí)精神內(nèi)的所有這類修改和變化。