乳房x射線攝影設備的製作方法

2023-06-04 22:50:51 2

專利名稱：乳房x射線攝影設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於檢測乳房中惡性細胞的乳房X射線攝影設備，其包括X射線源以及與該X射線源協作用以提供所述乳房的X射線圖像的X射線檢測器，還包括通過將乳房按壓在所述X射線檢測器上使乳房變平的槳，其中採用至少一個傳感器以測量用於確定槳按壓在乳房上的壓強的參數，以及其中提供根據施加在乳房上的壓強來控制該槳的致動的控制系統。出於使乳房變平的目的而用槳將乳房按壓到X射線檢測器上，這對於獲取乳房的合適X射線圖像來說是期望的。
背景技術：
從US-B-7，656，993中能夠獲知如前序所述的乳房X射線攝影設備。在該已知的乳房X射線攝影設備中，槳根據乳房的曲線來成形，並且所述槳包括多個能夠根據若干壓強傳感器所測得的壓強而被獨立移動和控制的元件，從而在充分考慮乳房物理特徵的情況 下向乳房提供期望壓強。已知的乳房X射線攝影設備的一個缺點在於其為了改善X射線成像的質量而建議對乳房施加不均勻壓強分布。然而現有技術中通常理解的是需要施加均勻的壓強來變平乳房，由此允許應用更少劑量的X射線並且提供更為良好的圖像質量。

發明內容
因此本發明的第一目的是尤其要計及那些被認為與乳房X射線成像質量相關的參數。知曉這些參數並且計及這些參數被認為能改善對惡性細胞存在與否的確立。本發明的又一目的在於改善已知的乳房X射線攝影設備，由此避免在X射線成像過程中對乳房不必要的加壓。本發明的再一目的在於增強乳房X射線攝影設備的性能，以可靠地檢測乳房組織中的惡性細胞。另一目的在於提供利用乳房X射線攝影術的已知方法的現有方法的替換方法，其中加壓被用於進一步確定通過乳房X射線攝影設備檢測的惡性細胞存在的可能。本發明的這些和其他目的可通過以下公開變得顯見，並且它們至少部分具有所附權利要求限定的本發明乳房X射線攝影設備的特徵。本發明的第一方面，乳房X射線攝影設備具有接觸面積測量單元，用於測量乳房和槳之間的接觸面積。在本發明的乳房X射線攝影設備中，槳優選地被整體製造，即一體成型，至少不具有依照US-B-7，656，993的現有技術中的可單獨移動和控制的一系列鄰近槳元件。接觸面積測量單元可以在兩種樣式中使用。在一個實施例中，至少一個傳感器用於測量施加到乳房上的力，該力連同接觸面積一起提供施加在乳房上的平均壓強。該平均壓強隨後能被控制在預先確立的水平處，由此避免成像過程中不必要且可避免的疼痛。而且，由乳房擠壓造成的乳房和槳之間的測得接觸面積能夠與預先確立的壓強水平一併使用，以計算並施加特定的均值按壓壓強，而不依賴於個體乳房的大小。知曉並控制該特定的均值按壓壓強使得乳房X射線攝影操作更好地標準化，其在避免正被篩查的人的可避免的疼痛的同時改善了篩查精度。舒張壓量級的均值按壓壓強在很多情況下(特別是對於小乳房)避免了過度不適。前述應用中如果至少一個傳感器用於直接測量施加到乳房上的壓強而不是力，這對於將在後面討論的有利實施例中是可能的。優選地，接觸面積測量單元包括光學裝置。於是，它可以測量乳房和槳之間的接觸面積而不會干擾X射線成像。於是適當地，光學裝置包括照相機，優選為CCD照相機。本發明再一方面涉及這樣一種用於檢測乳房中惡性細胞的乳房X射線攝影設備，其包括X射線源以及與該X射線源協作以提供所述乳房的X射線圖像的X射線檢測器，並且還包括通過將乳房按壓在所述X射線檢測器上以使乳房變平的槳，以及包括光學裝置(優選是照相機)的接觸面積測量單元，其用於測量乳房和槳之間的接觸面積，並且其中槳是 半透明的。在這樣的乳房X射線攝影設備中，有利的是槳或與槳組裝在一起的分開的透明板連接到光源，其中所述槳或所述分開的透明板以及所述光源被布置為在槳或所述板中傳播光，並且用於一旦乳房組織接觸槳或所述板則在照相機的方向上從槳和所述板釋放光。這提供了一種非常有效和簡單的方式來實現接觸面積測量單元，即通過利用當槳(或與槳組裝在一起的板)接觸乳房時在槳(或所述板)中傳播的光的所謂的受抑全內反射效應。光量以及光從槳(或從所述分開的板)漏出的面積依賴於通過乳房施加在槳或所述板上的(局部)壓強。這種現象使得依賴於(局部)壓強來測量乳房皮膚內毛細血管的灌流進一步成為可能，例如使用散斑成像。優選地,槳和/或與槳組裝在一起的分開的板由Lexan聚碳酸酯樹脂製成。Lexan是Sabic Innovative Plastics公司用於非晶工程熱塑性的註冊商標,其因卓越的機械、光學、電和熱特性而著稱。光學特性使得材料非常適於在接觸面積測量單元和待查乳房之間提供有效的光學路徑。聚碳酸酯樹脂的光學特性還能夠通過向其提供微量二氧化鈦而得到進一步改善。還可以在槳和/或分開的板上塗覆石墨烯，石墨烯以其強度、半透性、和電熱傳導的卓越性能著稱。已知的乳房X射線攝影設備設有處理單元，用於處理來自X射線檢測器的數據並將該數據轉化成乳房的X射線圖像。優選地，該處理單元和接觸面積測量單元連接到評估器，該評估器用於確定乳房和槳之間的接觸面積與從乳房X射線圖像導出的乳房截面之間的比率。該比率還可提供關於確立惡性細胞存在的信息。優選地，乳房X射線攝影設備具有厚度測量單元，用於測量當所述乳房被槳按壓並變平時的乳房厚度。按壓過程中的乳房厚度元需僅是穩定狀態信息，還可包括關於在若干按壓水平上的乳房厚度的信息，而且是(連同所施加的力一起)提供有關乳房機械屬性的信息的參數。通過測量該參數，能夠檢測乳房組織機械屬性的非線性，這一非線性可以是惡性細胞生長的指示。合適地，厚度測量單元內置有檢測槳和X射線檢測器之間的距離的裝置，尤其是槳接觸乳房的區域和X射線檢測器之間的距離的裝置。這是一種直截了當的、用於確定在槳和X射線檢測器之間的變平乳房厚度的方式。進一步期望乳房X射線攝影設備具有壓強傳感器，這些壓強傳感器分布在槳和/或X射線檢測器中以記錄乳房的局部壓強。其一是這提供了壓強傳感器連接到能將局部壓強與所述乳房的X射線圖像相關的處理單元的可能性。該局部壓強信息指示了乳房在被按壓期間的截面，並且局部壓強與乳房X射線圖像的組合信息增加了惡性細胞檢測的可靠性。還可以直接使用這些壓強傳感器，來根據所測得的施加到乳房的壓強來控制槳的致動。在本發明的乳房X射線攝影設備的優選實施例中，檢測惡性細胞存在的可靠性甚至能得到進一步增強，其中槳和/或X射線檢測器包括溫度傳感器，用於當乳房在槳和X射線檢測器之間被壓平時記錄乳房表面的溫度分布。而且乳房表面的溫度分布是有用的信息，其可用於確定乳房在受壓過程中與槳的接觸面積，以及用於檢測惡性細胞本身的存在。在槳和/或X射線檢測器中設有溫度傳感器的特徵提供了如下優點檢測器(由於乳房變形而)靠近乳房內的產熱細胞和血管，並且乳房與槳和/或X射線檢測器的物理接觸改善了與溫度傳感器的熱交換，減少了到達穩定狀態情形所需的時間。
可以設想，在溫度傳感器連接到處理裝置，以及所述處理裝置被布置為將乳房的溫度分布與X射線圖像相關時，可獲得乳房溫度分布的信息分析的最好結果。最優選的是，壓強傳感器和/或溫度傳感器是X射線可透過的。由此，乳房的X射線圖像的質量不會受到應用壓強傳感器和/或溫度傳感器的影響。在其中傳感器是不可透過的另一個實施例中，優選的是，槳和/或X射線檢測器以及設置在其中的壓強傳感器和/或溫度傳感器呈現出基本相同的X射線吸收水平。對X射線成像的影響因此被限制為需要施加稍高能量水平的X射線。在其中傳感器是不可透過的並且其中處理單元用於提供X射線圖像的又一個實施例中，優選的是，處理單元被布置為從X射線圖像中移除壓強傳感器和/或溫度傳感器的圖像。發明人考慮壓強傳感器和/或溫度傳感器優選地包括薄膜傳感器和/或光纖布拉格光柵傳感器。除了對張力敏感，光纖布拉格光柵傳感器的布拉格波長還對溫度敏感。所測得的張力能被轉化為施加到槳和/或X射線檢測器的壓強。薄膜傳感器和光纖布拉格光柵傳感器的優點在於它們是光學透明的並對X射線呈現很大程度的透過，並且儘管它們的確吸收X射線，但是能夠容易地選擇槳和/或X射線檢測器的材料以具有大致相同的吸收值。如果乳房X射線圖像中仍存在可感知的光纖圖像，也能容易地將這些光纖圖像從乳房的X射線圖像中去除。光纖布拉格光柵傳感器的光學透過性對X射線成像時乳房在槳和檢測器之間的定位是有利的。更優選的是，光纖布拉格光柵傳感器以預選的數量分布在槳和/或X射線檢測器中，以提供大約8X8像素或至少6X6像素的解析度。這提供了對相關於乳房X射線圖像有意義的充分信息。


在下文中將參照依照本發明的乳房X射線攝影設備的附圖來進一步闡述本發明。在附圖中-圖I示意性地示出了本發明的乳房X射線攝影設備。
具體實施例方式參考圖1，本發明的乳房X射線攝影設備用標記I表示。該乳房X射線攝影設備I用於篩查乳房2中的惡性細胞8。為此目的，乳房X射線攝影設備I包括X射線源3和與該X射線源協作用於提供所述乳房2的X射線圖像的X射線檢測器4。乳房X射線攝影設備I還包括通過將乳房2按壓在所述X射線檢測器4上使乳房變平的槳5。在所示的實施例中，槳5設有力或扭矩傳感器20以測量槳5使乳房2變平的力。還包括通常構成計算機系統19 一部分的控制系統10，其被提供用於經由線路11接收力或扭矩傳感器20的測量信號，並經由操縱線路12根據傳感器20測量的力並使用接觸面積測量的結果(在下一段討論)來控制槳5的致動。在致動槳5的控制中，傳感器20測得的力首先通過計及槳5和乳房2之間的接觸面積而被轉換成壓強。為此目的，採用接觸面積測量單元6』，6」來測量乳房2和槳5之間的接觸面積。接觸面積測量單元6』，6」包括光學裝置，例如照相機6』，優選為C⑶照相機。 CCD照相機6』的輸出是控制系統10能直接使用的數字格式。有利地，接觸面積測量單元的光學裝置6』，6」還包括光源6」，籍此槳5連接到該光源6"，並且所述槳5和光源6」被布置為在槳5中傳播光，以及一旦乳房2組織接觸槳5就在照相機6』的方向上從槳5釋放光。為了改善從接觸面積測量單元6』，6」到乳房2的光學路徑，有利的是由Lexan聚碳酸酯樹脂來製作槳。Lexan是Sabic Innovative Plastics公司用於非晶工程熱塑性的註冊商標，其因卓越的機械、光學、電和熱特性而著稱。聚碳酸酯樹脂的光學特性還能通過向其提供微量二氧化鈦來改善。雖然沒有在圖中示出，還可以採用分開的板來測量接觸面積，該與槳組裝在一起的板被組裝在槳的一側以旨在接觸乳房。在這一實施例中，板隨後連接到光源，該板和光源隨後被布置為在板中傳播光並一旦乳房組織接觸板就在照相機的方向上從該板釋放光。本發明的乳房X射線攝影設備還具有處理單元17，用於處理通過線路21從X射線檢測器4接收的數據並將該數據轉化成乳房2的X射線圖像。處理單元17和接觸面積測量單元6』，6」經由各自的線路15，16連接到計算機系統19中的評估器14，該評估器14用於確定在乳房2和槳5之間測得的接觸面積與從乳房2的X射線圖像導出的乳房截面之間的比率。乳房X射線攝影設備I還具有厚度測量單元13，用於測量當所述乳房2被槳5按平時的乳房厚度。厚度測量單元13被具體化以檢測槳5接觸乳房2的區域與X射線檢測器4之間的距離。在示例中，這可以是連接到支撐槳5的臂的角度測量單元。槳5優選地設有一系列壓強傳感器7，用於測量可指示惡性細胞存在的局部壓強。期望壓強傳感器7分布在槳5以及優選地也分布在X射線檢測器4內以記錄乳房2內的局部壓強，並且期望處理單元17 (通常構成計算機系統19的一部分)被布置為將所述局部壓強與所述乳房2的X射線圖像相關。還可能的是，直接採用壓強傳感器7以控制施加在乳房2上的壓強。這樣就能省去用於測量槳5施加到乳房2上的力的力傳感器。圖I還示出了槳5和/或X射線檢測器4包括溫度傳感器18，用於當乳房2在槳5和X射線檢測器4之間被加壓時記錄乳房2的溫度分布。這些用於記錄乳房2的溫度分布的溫度傳感器18優選地在乳房2被槳5按壓的整個過程中進行測量。優選地計算機系統19的處理單元17也被布置成將乳房2的溫度分布跟X射線圖像關聯。本發明各特徵的上述說明並不旨在將所附權利要求限制在這裡提供的具體實施例。相反地，在本發明範圍內的各種變形是可行的。例如優選地壓強傳感器7和/或溫度傳感器18是X射線可透過的。在另一個實施例中，可行的是槳5和/或X射線檢測器4以及設在其內的壓強傳感器7和/或溫度傳感器18呈現出基本相同的X射線吸收水平。在又一個實施例中，可行的是壓強傳感器7和/或溫度傳感器18是X射線不完全可透過的， 並且處理單元17被布置成能從X射線圖像中移除壓強傳感器7和/或溫度傳感器18的圖像。
權利要求
1.用於在乳房⑵中檢測惡性細胞⑶的乳房X射線攝影設備(I)，包括X射線源(3)以及與該X射線源(3)協作用以提供所述乳房⑵的X射線圖像的X射線檢測器(4)，還包括通過將乳房(2)壓在所述X射線檢測器(4)上使乳房變平的槳(5)，其中採用至少ー個傳感器(7)測量用於確定所述槳(5)按壓乳房(2)的壓強的參數，以及其中設有控制系統(10)，其根據施加在乳房(2)上的壓強來控制槳(5)的致動，其特徵在於，所述乳房X射線攝影設備(I)具有接觸面積測量単元(6』，6」)，用於測量乳房(2)和所述槳(5)之間的接觸面積。
2.如權利要求I的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述接觸面積測量単元(6』，6」)包括光學裝置。
3.如權利要求2的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述光學裝置包括照相機，優選為CCD照相機(6，)。
4.用於在乳房⑵中檢測惡性細胞⑶的乳房X射線攝影設備(I)，包括X射線源(3)以及與該X射線源(3)協作用以提供所述乳房⑵的X射線圖像的X射線檢測器(4)，還包括通過將乳房(2)壓在所述X射線檢測器(4)上使乳房變平的槳(5)，所述乳房X射線攝影設備(I)具有接觸面積測量単元出』，6」)，該接觸面積測量単元出』，6」)包括光學裝置，優選是照相機，用於測量乳房⑵和所述槳(5)之間的接觸面積，其中所述槳(5)是半透明的，其特徵在於，所述槳(5)或與所述槳(5)組裝在一起的分開的透明板連接到光源(6」)，其中所述槳(5)或所述分開的透明板以及所述光源出」)被布置為在槳(5)或所述分開的板中傳播光，並一旦乳房(2)組織接觸槳(5)或所述分開的板，就在照相機(6』 )的方向上從槳(5)或所述分開的板釋放光。
5.如前任一項權利要求的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述槳(5)由Lexan聚碳Ife酷樹脂製成。
6.如權利要求5的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述聚碳酸酯樹脂包括微量的ニ氧化鈦。
7.如前任一項權利要求的乳房X射線攝影設備，設有用於處理來自X射線檢測器(4)的數據並將該數據轉換成乳房(2)的X射線圖像的處理單元(17)，其特徵在於，所述處理單元(17)和所述接觸面積測量単元(6』，6」)連接到評估器(14)，所述評估器(14)用於確定所述接觸面積與從乳房(2)的X射線圖像導出的乳房截面之間的比率。
8.如前任一項權利要求的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述乳房X射線攝影設備(I)具有厚度測量單元(13)，所述厚度測量單元(13)用於測量當所述乳房(2)被槳(5)按壓時的乳房厚度。
9.如權利要求8的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述厚度測量單元(13)內置有檢測所述槳(5)和所述X射線檢測器⑷之間的距離的裝置。
10.如前任一項權利要求的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述槳(5)是單片的，並且存在有被布置在槳(5)和/或X射線檢測器(4)內以記錄乳房(2)內的局部壓強的壓強傳感器(X)。
11.如權利要求I至10中的任一項所述的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述槳(5)和/或X射線檢測器(4)包括溫度傳感器(18)，所述溫度傳感器(18)用於記錄當乳房在槳(5)和X射線檢測器⑷之間被壓平時的乳房溫度分布。
12.如權利要求10至11中的任一項所述的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述壓強傳感器(7)和/或溫度傳感器(18)連接到處理單元(17)，以及所述處理単元(17)被布置為將乳房(2)內的局部壓強和/或乳房(2)的溫度分布與X射線圖像相關。
13.如前任一項權利要求所述的乳房X射線攝影設備，其特徵在幹，所述壓強傳感器(7)和/或溫度傳感器(18)是X射線可透過的。
14.如權利要求I至13中的任一項所述的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述槳(5)和/或所述X射線檢測器(4)以及設在其中的所述壓強傳感器(7)和/或溫度傳感器(18)呈現出基本相同的X射線吸收水平。
15.如權利要求I至14中的任一項所述的乳房X射線攝影設備，其中採用處理單元(17)提供X射線圖像，其特徵在於，壓強傳感器(7)和/或溫度傳感器(18)是X射線不可透過的，以及所述處理単元(17)被布置成從X射線圖像中移除壓強傳感器(7)和/或溫度傳感器(18)的圖像。
16.如權利要求10至15中的任一項所述的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述壓強傳感器(7)和/或所述溫度傳感器(18)包括薄膜傳感器和/或光纖布拉格光柵傳感器。
17.如權利要求16中的乳房X射線攝影設備，其特徵在於，所述光纖布拉格光柵傳感器以預選的數量分布在槳(5)和/或X射線檢測器⑷中，以提供至少6X6像素，優選至少8X8像素的解析度。
18.用於在乳房⑵中檢測惡性細胞⑶的乳房X射線攝影設備(I)，包括X射線源(3)以及與該X射線源(3)協作用以提供所述乳房(2)的X射線圖像的X射線檢測器(4)，還包括通過將乳房(2)按壓在所述X射線檢測器(4)上使乳房變平的槳(5)，其中採用至少一個傳感器(7)以測量用於確定槳(5)按壓乳房(2)的壓強的參數，以及其中設有控制系統(10)，其根據施加在乳房⑵上的壓強來控制槳(5)的致動，其特徵在於，所述槳(5)是單片的並且存在有被布置在槳(5)和/或X射線檢測器(4)內以記錄乳房(2)內的局部壓強的壓強傳感器(7)。
19.操作如權利要求I至18中的任一項所述的乳房X射線攝影設備(I)的方法，其特徵在幹，向乳房施加舒張壓量級的均值按壓壓強，以避免極度不適，特別是對於小乳房。
全文摘要
用於在乳房中檢測惡性細胞的乳房X射線攝影設備，其包括X射線源以及與該X射線源協作用以提供所述乳房的X射線圖像的X射線檢測器，還包括通過將乳房壓在所述X射線檢測器上使乳房變平的槳，其中採用至少一個傳感器測量用於確定所述槳按壓乳房的壓強的參數，以及其中設有控制系統，其根據施加在乳房上的壓強來控制槳的致動，其中還包括接觸面積測量單元，其用於測量乳房和所述槳之間的接觸面積。
文檔編號A61B6/04GK102781328SQ201180010199
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月10日 優先權日2010年2月19日
發明者C·A·格裡姆伯根, G·J·登赫特 申請人:阿姆斯特丹大學學術醫學中心