用于X射線醫學成像中的暴露控制的多幀獲取的制作方法

醫學成像例如乳房攝影術(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檢查患者組織。例如，乳房攝影術用于通常通過檢測患者組織內包含的特征質量（mass）來檢測乳腺癌。在乳房攝影術期間，X射線暴露時間可以是幾秒。

乳房攝影術要求使用專用壓縮單元（例如，平行板壓縮單元）來壓縮被檢查的患者組織以使患者組織的厚度平坦，這可通過減小X射線必須穿透的患者組織的厚度來提高圖像質量。然而，患者組織的壓縮對于患者來說能夠是疼痛的，并且可能導致患者移動，并且繼而在成像期間移動患者組織。

當患者組織在成像期間移動時，通過乳房攝影術獲取的圖像可能被模糊并且不能用于診斷患者組織。因為確定圖像是否被模糊僅發生在拍攝圖像之后，并且圖像由技術人員檢查，患者可能必須忍受對X射線的多次暴露，直到獲得清晰的圖像。

因此，將會期望設計一種允許在拍攝圖像時確定圖像是否被模糊的系統和方法。

技術實現要素：

根據一些實施例，公開了一種用來創建醫學圖像的方法。該方法包括在x射線劑量期間接收多個患者組織圖像。此外，在x射線劑量期間，做出在多個患者組織圖像中是否發生運動的確定。在確定沒有運動的情況下，創建包括多個患者組織圖像的患者組織的診斷圖像。其它實施例與存儲用來執行本文所述的任何方法的指令的系統和/或計算機可讀媒介相關聯。

附圖說明

圖1是根據一些實施例的醫學成像系統的方框示意圖。

圖2圖示根據一些實施例的醫學成像系統的組件。

圖3圖示根據一些實施例的與醫學成像相關聯的方法。

圖4是根據一些實施例的醫學成像系統的方框示意圖。

圖5圖示根據一些實施例的計算系統的組件。

具體實施方式

如本文所描述的，本實施例可以涉及解決上述問題的多幀獲取技術。替代在長x射線暴露窗口之后獲取單個圖像，所提出的系統和方法可以涉及在暴露窗口期間（例如，當患者暴露于單劑量的X射線的時間段）獲取多個（例如，幾十個）圖像。可以通過跟蹤連續幀之間的圖像來實時檢測患者運動，并且與每個圖像相關聯的信息可以用來做出明智的決定以控制X射線暴露。

參照圖1和圖2，示出根據一些實施例的醫學成像系統100。醫學成像系統100可以包括X射線發生器101，其用來通過患者組織102傳輸X射線105。X射線105可以在接收器103處被接收。X射線發生器101可以包括X射線管104，其用來發射X射線。X射線管104可以包括產生X射線的真空管。患者組織102可以包括來自相同來源的類似細胞例如但不限于與特定患者的乳房組織相關聯的細胞的集合。

接收器103可以包括檢測器106和計算機系統107。如所圖示，檢測器106和計算機系統107可以在接收器103內部，然而，在一些實施例中，計算機系統107可以在接收器103外部。檢測器106可以包括基于半導體的檢測器，例如基于互補金屬氧化物半導體（“CMOS”）的檢測器。CMOS是可用于X射線醫學成像檢測器的技術，因為其超低電子噪聲和快速幀讀出能力可用來實現高性能X射線檢測器。

在一些實施例中，檢測器106可以包括CMOS X射線檢測器，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，可以設置閃爍體（未示出）。像素陣列中的每個像素可包括電荷收集設備（例如，光電二極管）和電子電路，其用來存取來自像素的信號。像素陣列可以吸收大多數x射線并將其能量轉換為可以由下面的圖像傳感器有效檢測的光學光子。該檢測機制可以被稱為“間接”機制，因為X射線首先被轉換成光學光子，光學光子繼而由圖像傳感器檢測。

檢測器106可以作為捕獲X射線105的“照相機”起作用。例如，X射線光子可以在基于半導體的檢測器中轉換成電子-空穴對并且被收集以檢測X射線105。計算機系統107可以作為控制器起作用，以基于來自檢測器106的輸入來控制X射線發生器101。例如，檢測器107可以在單劑量的X射線期間確定在多個患者組織圖像的捕獲期間是否發生運動，且響應于指示檢測到運動的輸入而計算機系統107可以管理用來獲得多個患者組織圖像的X射線暴露時間以及管理多個患者組織圖像中的哪一個用來創建診斷圖像。例如，在第一種情況下，計算機系統107可以丟棄在由檢測器確定運動的時間之前的圖像，并且當在X射線劑量的開始時確定運動時增加X射線劑量的時間。在第二種情況下，計算機系統107可以在由檢測器在X射線劑量的中間時確定運動時停止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，當由檢測器在X射線劑量的結束時確定運動時，計算機系統107可停止X射線劑量并丟棄從在由檢測器107確定運動的時間起的圖像。

參照圖2，在一些實施例中，檢測器106可以包括幀獲取模塊201和運動檢測器202。此外，根據一些實施例，計算機系統107可以包括計算機處理器203和暴露模塊204。替代X射線暴露窗口之后獲取單個圖像，如在常規系統中，幀獲取模塊201可在單個X射線劑量（例如，暴露）期間獲取多個（例如，幾十個）圖像。運動檢測器202可以通過跟蹤連續幀之間的圖像來實時檢測患者運動，以確定是否發生運動。關于運動的信息可以由計算機系統107使用以通過控制X射線發生器做出明智的決定來控制X射線暴露。在一些實施例中，可以通過從多個患者組織圖像中的第二個減去多個患者組織圖像中的第一個來確定運動。在一些實施例中，多個患者組織圖像中的第一和第二個圖像可以是連續圖像。當減去其中沒有發生運動的圖像時，減法的結果可以為零（例如，來自第一圖像的每個像素抵消來自第二圖像的像素）。然而，如果在圖像中的一個中發生運動，則減法的結果可以是非零值（例如，大于零或小于零）。在一些實施例中，運動的程度可以可允許計及與成像變化相關聯的誤差。在一些實施例中，可以使用閾值而不是零以補償與X射線過程相關聯的量子噪聲。在其它實施例中，圖像之間的比較可以基于比較來自每個圖像的一組相加的像素。像素組求和可以抑制與X射線過程相關聯的量子噪聲。在一些實施例中，可以通過分析皮膚線來檢測到運動，以確定皮膚線是否已經偏移。

如上所述，計算機系統107可以作為控制器起作用，以基于來自檢測器106的輸入來控制X射線發生器101。當檢測器107確定在捕獲多個患者組織圖像期間發生運動時，計算機處理器203可以在x射線劑量期間確定何時發生運動，并且暴露模塊204可以響應于運動的檢測管理X射線發生器101。計算機處理器203可以在計算機處理器確定運動在X射線劑量的開始時的時候丟棄由檢測器確定運動的時間之前的圖像。在這種情況下，暴露模塊204可以向X射線發生器101指示以增加X射線劑量的時間以補償較早檢測的運動。暴露模塊204可以停止由X射線發生器101給予的X射線劑量，并且計算機處理器203可以在計算機處理器203確定由檢測器確定的運動在X射線劑量的中間部分期間時生成停止X射線劑量的指示。暴露模塊204可以停止由X射線發生器101給予的X射線劑量，并且當計算機處理器203確定在X射線劑量的結束時發生運動時，計算機處理器203可以丟棄從在由運動檢測器302確定運動的時間起的圖像。

圖3是根據一些實施例的與創建醫學圖像相關聯的方法300的流程圖。本文所描述的流程圖不暗示對步驟的固定順序，并且本文所描述的實施例可以以可實施的任何順序實施。注意，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執行。例如，計算機可讀存儲媒介（例如，非暫時性計算機可讀存儲媒介）可以在其上存儲指令，當由機器運行指令時，導致根據本文所描述的任何實施例的執行。

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

為了說明的目的，并且為了幫助理解本說明書的特征，現在將介紹三個示例。這三個示例不意圖限制權利要求的范圍。第一示例涉及在X射線劑量開始期間實時檢測的運動。第二示例涉及在X射線劑量的中間期間實時檢測的運動。第三示例涉及在X射線劑量結束期間實時檢測的運動。

現在參照圖4，圖示如由樣品T-0至T-n所指示的隨時間分配單劑量的X射線105的醫學成像系統100的實施例。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樣品的確定可以基于在0.2秒的周期內的采樣率。X射線劑量的結束可以定義為分配給X射線劑量的時間的后10%（例如，所接收的樣品的后10%）。因此，如果X射線劑量要持續2秒，則X射線劑量的結束可以被定義為X射線劑量的最后0.2秒。在X射線劑量結束期間多個樣品的確定可以基于在0.2秒的周期內的采樣率。X射線劑量的中間可以被定義為大于分配給X射線劑量的時間的前10%且小于分配給X射線劑量的時間的后10%。用于定義X射線劑量的結束和X射線劑量的開始的參數（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間T-0和T-2之間。如圖4所圖示，X射線劑量的結束可以在時間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，做出在多個患者組織圖像中是否發生運動的確定。可以實時進行確定，使得如果檢測到運動，則能夠停止X射線的劑量。通過在檢測到運動的情況下停止X射線的劑量，患者可以接收比常規方法更少的X射線。確定圖像之間是否發生運動可以包括實時地從當前圖像中減去先前圖像，以確定在圖像之間是否發生任何運動。

繼續第一示例，可以從T-1處的圖像中減去T-0處的圖像。將實時地確定是否能夠檢測到任何運動。同樣，對于與第二示例和第三示例相關聯的樣品，將確定運動的存在。

在330處，在確定沒有運動的情況下，將創建患者組織的診斷圖像，診斷圖像包括多個患者組織圖像。診斷圖像可以包括多個圖像的復合。

然而，在檢測到運動的情況下，將作出關于運動是否發生在X射線劑量的開始時、X射線劑量的中間部分時或在X射線劑量的結束時的確定。在X射線劑量的開始時確定運動的情況下，可以丟棄在確定運動的時間之前的圖像，并且可以增加給予X射線劑量的時間量。增加X射線劑量的時間量可以等于在X射線劑量的開始時檢測到運動的時間量。例如，如果在到X射線劑量中0.1秒時檢測到運動，則總暴露時間可以延長.1秒。在X射線劑量的中間時確定運動的情況下，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送到X射線發生器的操作者。該指示可以通知X射線發生器的操作者可能需要重新開始X射線暴露。在X射線劑量的結束時確定運動的情況下，可以停止給予X射線劑量，并且可以丟棄從在確定運動的時間起的圖像。在這種情況下，患者組織的診斷圖像可以包括在確定運動的時間之前拍攝的多個患者組織圖像，并且患者可能暴露于比常規系統少的X射線。

現在參照圖5，圖示計算機系統500的實施例。根據一些實施例，計算機系統500可以涉及X射線接收器系統。裝置500可以包括存儲裝置501、媒介502、處理器503和主存儲器505。根據一些實施例，計算機系統500還可以包括數字顯示端口，例如適于耦合到數字計算機監測器、電視、便攜式顯示屏等的端口。

存儲設備501可以存儲信息（例如，包含與X射線暴露相關聯的信息）。媒介502可以包括可以存儲要由處理器503運行的處理器可運行指令的任何計算機可讀媒介。例如，媒介502可以包括非暫時性有形媒介，例如但不限于致密盤、數字視頻盤、閃速存儲器、光學存儲裝置、隨機存取存儲器、只讀存儲器或磁媒體。

處理器可運行指令可以以壓縮、未編譯和/或加密的格式存儲。處理器可運行指令還可以包含例如操作系統、數據庫管理系統和/或由處理器503用來與外圍設備接口的設備驅動器的程序元件。

處理器503可以包括或以別的方式與用來運行程序代碼的專用寄存器、堆棧、隊列等相關聯和/或可以在其間共享這些元件中的一個或多個。在一些實施例中，處理器503可以包括集成電路。在一些實施例中，處理器503可以包括用于執行方法例如但不限于關于圖3描述的方法的電路系統。

處理器503與存儲設備501通信。存儲設備501可以包括任何合適的信息存儲設備，包含磁存儲設備（例如，硬盤驅動）、光學存儲設備和/或半導體存儲器設備的組合。存儲設備501可以存儲用于控制處理器503的程序。處理器503執行程序的指令，并且由此根據本文所描述的任何實施例操作。例如，處理器503可以確定多個患者組織圖像中何時發生運動。

主存儲器505可以包括用于存儲數據的任何類型的存儲器，例如但不限于安全數字（SD）卡、微型SD卡、單數據速率隨機存取存儲器（SDR-RAM）、雙數據速率隨機存取存儲器（DDR-RAM）或可編程只讀存儲器（PROM）。主存儲器505可以包括多個存儲器模塊。

應當理解，上述所有這類優點不一定可以根據任何特定實施例來實現。因此，例如，本領域技術人員將認識到，本文所描述的系統和技術可以以實現或優化如本文所教導的一個優點或一組優點的方式來體現或執行，而不必實現如本文可教導或建議的其它優點。

雖然本文圖示和描述本發明的僅某些特征，但是本領域技術人員將想到許多修改和變化。因此，應當理解，隨附權利要求意圖涵蓋如落入本發明的真實精神內的所有這類修改和變化。