[发明专利]多模态乳房成像

说明书

技术领域

本发明涉及多模态乳房成像。

背景技术

在诊断疑似乳腺癌患者的过程中可以使用不同的成像模态。例如，在诊断成像中乳房磁共振(MR)成像已非常成熟。同时，数字乳房断层合成(digital breast tomosynthesis，DBT)正得到越来越多的关注。尽管两种模态都生成乳房的3D图像，但数据中所包含的信息至少部分是互补的。例如，钙化主要在DBT中可见，而动态对比增强的MR能够通过检测由肿瘤血管新生(vascularization)引起的信号强度增大来突出块状病灶。

US 2003/0194050A1公开了一种组合了X射线断层合成子系统和核医学成像子系统的多模态成像系统。在由用于挤压患者的乳房的装置挤压乳房的同时操作这两种子系统。通过这种方式，能够组合从X射线断层合成和核医学乳房摄影获得的图像。

J.Chung等人在MICCAI 2008，Part II，LNCS 5242，第758-565页，2008，Springer-Verlag Berlin上的题为“Modelling Mammographic Compression of the Breast”一文中，下文简称Chung，公开了一种乳房的生物力学模型，以便模拟在乳房摄影期间的挤压。该模型提供了一种多模态成像配准工具，以帮助识别在乳房摄影与MRI或超声之间观察到的潜在肿瘤。该模型需要挤压之前和之后的挤压桨叶的位置以利用接触机械学来模拟变形。

发明内容

拥有一种多模态乳房成像的经改进的方法将是有利的。为了更好地解决这一问题，本发明的第一方面提供了一种系统，包括：

-第一形状模型构造子系统，其用于构造乳房的如第一图像中所呈现的第一形状模型，其中，乳房具有其自然形状；

-第二形状模型构造子系统，其用于构造乳房的如第二图像中所呈现的第二形状模型，其中，利用挤压桨叶来挤压乳房；以及

-变形估计子系统，其用于基于乳房的形状模型和弹性变形模型来估计界定第一图像和第二图像之间的映射的体积变形场。

形状模型和弹性变形模型允许提供体积变形场，即使是在施加乳房挤压以采集第二图像，而并非采集第一图像时。在施加不同的挤压以采集第一图像和第二图像时，形状模型和弹性变形模型也允许提供体积变形场。该系统不需要精确的挤压桨叶位置来模拟变形。相反，可以使用如第二图像中所呈现的乳房的形状模型。此外，形状模型可以提供关于皮肤的表面的额外信息，例如，关于未与挤压板接触的皮肤部分的信息。这样增强了体积变形场。

变形估计子系统可以被布置成基于第一图像中乳房的第一组织表面和第二图像中乳房的第二组织表面来估计体积变形场。组织表面提供了特别详尽的信息，使得体积变形场更为可靠。该组织表面可以是皮肤表面。

变形估计子系统可以被布置成还基于与第二图像相比的第一图像中呈现的乳房的组织体积的估计来估计体积变形场。这样可以进一步提高体积变形场的可靠性。弹性变形模型可以考虑组织体积的差异。

变形估计子系统还可以包括界标识别子系统，其用于识别第一图像和第二图像中的界标。识别这两幅图像中的界标提高了体积变形场的可靠性。可以将界标用作弹性变形模型中的约束。

界标识别子系统可以被布置成将乳头识别为界标。这样的乳头相对容易检测并提高了可靠性或精确度。

界标识别子系统可以被布置成将淋巴结识别为界标。这样的界标相对容易检测并提高了可靠性或精确度。

界标识别子系统可以被布置成将乳管的至少一部分识别为界标。这样的界标相对容易检测并提高了可靠性或精确度。

变形估计子系统可以被布置成还基于指示在采集第二图像期间挤压板的状态的挤压信息来估计体积变形场。使用这一信息提高了可靠性。这还可以提高精确度。

所述系统可以包括图像标记器，其用于基于体积变形场在第一图像和第二图像两者中的对应位置处标记感兴趣的解剖点或区域。这是体积变形场的有用应用。例如，可以通过示出具有指示感兴趣的解剖点或区域的标记的图像之一或两者来向用户示出标记。

第二图像可以包括乳房断层合成图像。该系统还可以包括钙化检测器，其用于检测乳房断层合成图像中的钙化，图像标记器被布置成基于体积变形场在第一图像中标记与钙化对应的解剖位置。通过这种方式，方便了第一图像中标识钙化的位置。可以将该位置向用户示出。