DE102009021023A1

DE102009021023A1 - Mammographieverfahren und Mammographiegerät

Info

Publication number: DE102009021023A1
Application number: DE102009021023A
Authority: DE
Inventors: Eva Eliasson
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-18
Also published as: US20100290585A1; US8194819B2

Abstract

Bei einem Mammographieverfahren und einem Mammographiegerät zum Erzeugen von Röntgenbildern einer Brust (8a, b) wird zwischen den Brüsten (8a, b) eine Lagereinheit (10) positioniert, in der zwei Röntgendetektoren (20a, b) mit ebenen und zueinander parallelen Empfangsflächen (22a, b) angeordnet sind, die voneinander abgewandt und jeweils einer der Brüste (8a, b) zugewandt sind, und es wird von jeder Brust (8a, b) zumindest ein Röntgenbild aufgenommen, während beide Brüste (8a, b) gleichzeitig gegen die Lagereinheit (10) gepresst werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mammographieverfahren und auf ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Mammographiegerät.
Bei der Mammographie handelt es sich um eine Röntgenuntersuchung der Brust, mit dem Ziel, Tumore in einem möglichst frühen Stadium zu erkennen. Durch stetige Verbesserung der Mammographieverfahren wird angestrebt, Röntgenbilder mit hoher Aussagekraft zu erzeugen, um gutartige von bösartigen Veränderungen zu unterscheiden und die Zahl der fehlerhaften Befunde, d. h. die Zahl der verdächtigen Befunde, die von nicht bösartigen Veränderungen hervorgerufen sind, und die Zahl der nicht entdeckten bösartigen Tumore, zu reduzieren. Bei der herkömmlichen Röntgenmammographie wird dabei in einer einzigen Projektionsrichtung ein zweidimensionales Einzelbild der komprimierten Brust erzeugt. Da bei einer solchen Projektion die in Richtung des Röntgenstrahls hintereinander liegenden Gewebeschichten überlagert sind, können stark absorbierende gutartige Strukturen einen bösartigen Tumor überlagern und dessen Erkennbarkeit erschweren.
Um dieses zu vermeiden ist beispielsweise aus T. Wu et al., Tomographic mammography using a limited number of low-dose cone-beam projection images, Med. Phys. 30, 365 (2003), ein als Tomosynthese bezeichnetes Mammographieverfahren bekannt, bei dem von der Brust in einer Mehrzahl von verschiedenen Projektionsrichtungen mit einem digitalen Röntgendetektor Einzelbilder aufgenommen werden. Aus diesen unter verschiedenen Projektionswinkeln aufgenommenen digitalen Einzelbildern, d. h. aus den zu diesen Einzelbildern gehörenden Bilddaten, können dann eine Mehrzahl von Schichtbildern rekonstruiert werden, die jeweils parallel zur Empfangsfläche des Röntgendetektors orientierte Schichten der Brust wiedergeben. Ein solcher durch Rekonstruktion gewonnener Bilddatensatz wird im Folgenden als tomosynthetisches 3D-Röntgenbild bezeichnet. Durch diese Maßnahme können in Ausbreitungsrichtung des Röntgenstrahls gesehen tiefer liegende Gewebsstrukturen besser erkannt werden.
Zur Verbesserung der Tumorerkennung ist außerdem aus Roberta A. Jong et al., Contrast-enhanced Digital Mammography: Initial Clinical Experience, Radiology 2003, Vol. 228, S. 842–850, ein digitales Mammographieverfahren bekannt, bei dem der Patientin nach dem Erzeugen eines ersten zweidimensionalen Einzelbildes intravenös eine Kontrastmittel injiziert wird, das sich in die Blutgefäße der Brust ausbreitet. Durch eine Mehrzahl von nach der Injektion in derselben Projektionsrichtung aufgenommenen Einzelbildern lässt sich die zeitliche Ausbreitung des Kontrastmittels visualisieren, das sich an bösartigen Läsionen vermehrt anreichert, wobei zusätzlich die Kinetik, d. h. der zeitliche Verlauf der Anreicherung, das Vorhandensein eines bösartigen Tumors indiziert.
Aus J. M. Lewin et al, Dual-energy contrast-enhanced digital substraction mammography: feasibility, Radiology 2003, Vol. 229, S. 261–268, ist eine Weiterentwicklung dieses kontrastverstärkten digitalen Mammographieverfahrens bekannt, bei der ein erstes Einzelbild mit einem niederenergetischen Röntgenstrahl und ein zweites Einzelbild mit einem hochenergetischen Röntgenstrahl aufgenommen werden. Das Energiespektrum des niederenergetischen Röntgenstrahls ist dabei so gewählt, dass im Einzelbild das Kontrastmittel praktisch nicht sichtbar ist, während der höherenergetische Röntgenstrahl von dem Kontrastmittel stark absorbiert wird. Aus diesen Einzelbildern wird ein Referenzbild erzeugt, aus dem die Strukturen des normalen Brustgewebes weitgehend eliminiert sind und in dem das sich gegebenenfalls durch starke Kompression der Brust nur schwach anreichernde Kontrastmittel deutlicher sichtbar wird.
Die verwendeten Kontrastmittel sind jedoch in der Regel toxisch und können mit unerwünschten Nebenwirkungen verbunden sein, so dass deren Verwendung auf ein Minimum beschränkt werden sollte.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Mammographieverfahren anzugeben, bei dem insbesondere die mit der Verabreichung eines Kontrastmittels durchgeführten Röntgenuntersuchungen einhergehende, vorstehend erläuterten Risiken verringert sind. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein zum Durchführen des Mammographieverfahrens geeignetes Mammographiegerät anzugeben.
Die erstgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem Mammographieverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bei dem Mammographieverfahren zum Erzeugen von Röntgenbildern einer Brust wird zwischen den Brüsten eine Lagereinheit positioniert, in der zwei Röntgendetektoren mit ebenen und zueinander parallelen Empfangsflächen angeordnet sind, die voneinander abgewandt und jeweils einer der Brüste zugewandt sind, und es wird von jeder Brust zumindest ein Röntgenbild aufgenommen während beide Brüste gleichzeitig gegen die Lagereinheit gepresst werden.
Auf diese Weise befinden sich beide Brüste gleichzeitig in einem für die Mammographie erforderlichen komprimierten Zustand, und es können von der rechten und der linken Brust bei Verwendung von zwei Röntgenquellen entweder gleichzeitig oder aber bei Verwendung nur einer einzigen Röntgenquelle in einem geringen zeitlichen Abstand nacheinander aufgenommen werden. Durch diese unmittelbare zeitliche Nähe der Erzeugung der Röntgenbilder von beiden Brüsten muss bei Mammographieverfahren, bei denen ein Kontrastmittel zum Einsatz gelangt, dieses der Untersuchungsperson vor dem Aufnehmen der Röntgenbilder nur einmal verabreicht werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn durch die zeitlich aufeinander folgende Aufnahme von mehreren Röntgenbildern der zeitliche Verlauf der Ausbreitung des Kontrastmittels erfasst werden soll.
Hinsichtlich des Mammographiegerätes wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit einem Mammographiegerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 7. Gemäß diesen Merkmalen enthält das Mammographiegerät zwei mit ihren Flachseiten parallel zueinander ausgerichteten und senkrecht zu ihren Flachseiten in Richtung einer Kompressionsachse verschiebbaren Kompressionsplatten, sowie eine zwischen den Kompressionsplatten angeordnete Lagereinheit mit zwei einander gegenüberliegenden und jeweils einer Kompressionsplatte zugeordneten Lagerflächen. Zwischen den Lagerflächen sind zwei Röntgendetektoren mit ebenen, jeweils einer der Lagerflächen zugewandten Empfangsflächen angeordnet. Das Mammographiegerät enthält außerdem eine Röntgenquelle, die in Positionen positionierbar ist, die bezogen auf die Lagereinheit einander gegenüberliegen. Auf diese Weise können in kurzen Zeitabständen zeitlich nacheinander Röntgenbilder von beiden Brüsten erzeugt werden.
Hinsichtlich des Mammographiegerätes wird die Aufgabe außerdem gelöst mit einem Mammographiegerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 8, das sich von dem Mammographiegerät gemäß Patentanspruch 7 dahingehend unterscheidet, dass anstelle einer Röntgenquelle zwei Röntgenquellen vorgesehen sind. Auf diese Weise können von beiden Brüsten gleichzeitig Röntgenbilder erzeugt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
1 ein Mammographiegerät gemäß der Erfindung in einer Draufsicht in Richtung der Längsachse einer Untersuchungsperson (cranio-caudale Richtung),
2 eine weitere Ausführungsform eines Mammographiegerätes gemäß der Erfindung in einer Draufsicht in Richtung der sagittalen Achse der Untersuchungsperson ebenfalls in einer schematischen Prinzipdarstellung,
3 eine weitere Ausgestaltung eines Mammographiegerätes gemäß der Erfindung ebenfalls in einer Draufsicht in Richtung der sagittalen Achse der Untersuchungsperson.
Gemäß 1 befindet sich eine Untersuchungsperson 2 in Bauchlage auf einem Patientenlagerungstisch 4. Im Patientenlagerungstisch 4 ist eine Öffnung durch die beide Brüste 8a, b der Untersuchungsperson 2 hindurch ragen, so dass sie über die Unterseite des Patientenlagerungstisches 4 vorstehen. Unterhalb des Patientenlagerungstisches 4 ist in etwa mittig zur Öffnung 6 eine Lagereinheit 10 angeordnet, die zwei einander gegenüberliegende Lagerplatten 12a, b aufweist. Die Lagerplatten 12a, b bilden einander gegenüberliegende und jeweils einer Kompressionsplatte 16a, b zugewandte Lagerflächen 14a bzw. b, gegen die die Brust 8a bzw. die Brust 8b mit Hilfe von Kompressionsplatten 16a bzw. b gepresst werden kann, die mit ihren Flachseiten parallel zueinander ausgerichtet sind und senkrecht zu ihren Flachseiten in Richtung einer im Beispiel horizontalen Kompressionsachse 17 verschiebbar gelagert sind. Diese Verschiebbarkeit der Kompressionsplatten 16a, b ist durch Doppelpfeile 18a bzw. b veranschaulicht. Durch ein Verschieben der Kompressionsplatten 16a, b, das auch zeitlich kurz nacheinander erfolgen kann, werden beide Brüste 8a, b gegen die Lagereinheit 10 gepresst und komprimiert, so dass sie sich gleichzeitig in einem für die Untersuchung erforderlichen komprimierten Zustand befinden.
In der Lagereinheit 10 sind zwischen den Lagerplatten 12a, b bzw. zwischen den Lagerflächen 14a, b zwei Röntgendetektoren 20a, b angeordnet, deren ebene Empfangsflächen 22a bzw. b parallel zueinander und voneinander abgewandt angeordnet sind, so dass sie jeweils einer der Lagerflächen 14a bzw. b bzw. einer der Brüste 8a bzw. b zugewandt sind. Als Röntgendetektoren sind vorzugsweise digitale Flachdetektoren vorgesehen. Zwischen den Röntgendetektoren 20a, b ist vorzugsweise außerdem noch eine röntgenundurchlässige Absorberschicht 24 angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel umfasst das Mammographiegerät eine Röntgenquelle 26, beispielsweise eine Röntgenröhre, mit der in seitlicher Projektion ausgehend von der Lateralseite in einer ersten Position der Röntgenquelle 26 zunächst ein 2D-Röntgenbild der linken Brust 8b erzeugt wird. Nach erfolgter Aufnahme in der in der Figur dargestellten Ausgangsposition wird die Röntgenquelle 26 in eine zweite Position verbracht, die bezogen auf die Lagereinheit 10 der Ausgangsposition gegenüberliegt, so dass sich die in der zweiten Position emittierten Röntgenstrahlen in entgegengesetzte Richtung ausbreiten, wie dies durch die gestrichelt dargestellte Röntgenquelle 26 veranschaulicht ist. Mit anderen Worten: In der ersten Position ist die Röntgenquelle 26 der Kompressionsplatte 16b und in der zweiten Position der Kompressionsplatte 16a zugewandt. In dieser zweiten Position wird ein lateromediales 2D-Röntgenbild der rechten Brust 8a erzeugt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind zwei Röntgenquellen 26a, b vorgesehen, die einander in Grundstellung horizontal gegenüberliegend angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Röntgenquellen 26a, b außerdem in unterschiedlichen Stellungen positionierbar, so dass Röntgenaufnahmen mit unterschiedlichen Projektionswinkeln a relativ zur Normalen der Empfangsflächen 22a, b erzeugt werden können, mit denen es möglich ist, ein tomosynthetisches 3D-Röntgenbild zu rekonstruieren. Hierzu sind die Röntgenquellen 26a, b entweder schwenkbar um eine zur Zeichenebene senkrechte Achse angeordnet, wie dies in der 2 dargestellt ist. Alternativ hierzu ist es auch möglich, Aufnahmen mit unterschiedlichen Projektionswinkeln α mit Röntgenquellen 26a, b zu erzeugen, die linear parallel zu den Flachseiten der in der Lagereinheit 10 angeordneten Detektoren verschiebbar gelagert sind.
Die Erzeugung tomosynthetischer 3D-Röntgenbilder ist grundsätzlich auch dann möglich, wenn, wie in 1 dargestellt, nur eine einzige Röntgenquelle verwendet wird.
Bei den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen verläuft die Kompressionsachse 17 in lateraler Richtung. Grundsätzlich kann die Kompressionsachse 17 aber auch geneigt dazu verlaufen, wie dies in 3 veranschaulicht ist, so dass Mammographieaufnahmen in Richtungen möglich sind, die geneigt zur lateralen Richtung orientiert sind (lateromedial oblique).
Das anhand 1 und 2 erläuterte Mammographiegerät ist insbesondere für Verfahren geeignet, bei denen der Untersuchungsperson 2 vor dem Aufnehmen der Röntgenbilder ein Kontrastmittel verabreicht wird. In diesem Fall reicht es aus, der Untersuchungsperson 2 vor der Untersuchung das Kontrastmittel einmal zu verabreichen. Anschließend werden von jeder Brust 8a, b zeitlich nacheinander eine Mehrzahl von Röntgenbildern aufgenommen und auf diese Weise der zeitliche Verlauf der Ausbreitung des Kontrastmittels erfasst.
Unabhängig davon, ob der zeitliche Verlauf der Ausbreitung erfasst werden soll oder nicht, ist es außerdem von Vorteil, wenn von jeder Brust mindestens zwei Röntgenbilder mit energetisch voneinander verschiedenen Röntgenstrahlen erzeugt werden, um auf diese Weise ein Referenzbild erzeugen zu können, aus dem die Strukturen des normalen Brustgewebes weitgehend eliminiert sind. Hierzu ist eine Röntgenquelle 26 bzw. sind zwei Röntgenquellen 26a, b vorgesehen, die Röntgenstrahlen in voneinander verschiedenen Energiebereichen emittieren. Wenn energiediskriminierende Röntgendetektoren verwendet werden, können die zwei Röntgenbilder auch mit einer spektral breitbandigen Röntgenquelle bei einer einzigen Belichtung erzeugt werden.

2: Untersuchungsperson
4: Patientenlagerungstisch
6: Öffnung
8a, b: Brust
10: Lagereinheit
12a, b: Lagerplatte
14a, b: Lagerfläche
16a, b: Kompressionsplatte
17: Kompressionsachse
18a, b: Doppelpfeil
20a, b: Röntgendetektor
22a, b: Empfangsfläche
24: Absorberschicht
26, 26a, b: Röntgenquelle
α: Projektionswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- T. Wu et al., Tomographic mammography using a limited number of low-dose cone-beam projection images, Med. Phys. 30, 365 (2003) [0003]
- Roberta A. Jong et al., Contrast-enhanced Digital Mammography: Initial Clinical Experience, Radiology 2003, Vol. 228, S. 842–850 [0004]
- J. M. Lewin et al, Dual-energy contrast-enhanced digital substraction mammography: feasibility, Radiology 2003, Vol. 229, S. 261–268 [0005]

Claims

Mammographieverfahren zum Erzeugen von Röntgenbildern einer Brust (8a, b), bei dem zwischen den Brüsten (8a, b) eine Lagereinheit (10) positioniert wird, in der zwei Röntgendetektoren (20a, b) mit ebenen und zueinander parallelen Empfangsflächen (22a, b) angeordnet sind, die voneinander abgewandt und jeweils einer der Brüste (8a, b) zugewandt sind, und bei dem von jeder Brust (8a, b) zumindest ein Röntgenbild aufgenommen wird, während beide Brüste (8a, b) gleichzeitig gegen die Lagereinheit (10) gepresst werden.
Mammographieverfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Erzeugen der Röntgenbilder zwei Röntgenquellen (26a, b) verwendet werden, wobei jeder Brust (8a, b) eine Röntgenquelle (26a bzw. b) zugeordnet ist.
Mammographieverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem von jeder Brust (8a, b) eine Mehrzahl von Röntgenbildern mit voneinander verschiedenen Projektionswinkeln (α) aufgenommen werden, aus denen ein tomosynthetisches 3D-Röntgenbild rekonstruiert wird.
Mammographieverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor dem Aufnehmen der Röntgenbilder ein Kontrastmittel verabreicht wird.
Mammographieverfahren nach Anspruch 4, bei dem zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs der Ausbreitung des Kontrastmittels von jeder Brust (8a, b) zeitlich nacheinander eine Mehrzahl von Röntgenbildern aufgenommen werden.
Mammographieverfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem von jeder Brust (8a, b) zumindest zwei Röntgenbilder mit energetisch voneinander verschiedenen Röntgenstrahlen erzeugt werden.
Mammographiegerät zum Erzeugen von Röntgenbildern einer Brust (8a, b), mit zwei mit ihren Flachseiten parallel zueinander ausgerichteten und senkrecht zu ihren Flachseiten in Richtung einer Kompressionsachse (17) verschiebbaren Kompressionsplatten (16a, b), sowie mit einer zwischen den Kompressionsplatten (16a, b) angeordneten Lagereinheit (10) mit zwei einander gegenüberliegenden und jeweils einer Kompressionsplatte (16a, b) zugewandten Lagerflächen (14a bzw. b), zwischen denen zwei Röntgendetektoren (20a, b) mit ebenen, jeweils einer der Lagerflächen (14a bzw. b) zugewandten Empfangsflächen (22a bzw. b) angeordnet sind, sowie mit einer Röntgenquelle (26), die in Positionen positionierbar ist, die bezogen auf die Lagereinheit (10) einander gegenüberliegen.
Mammographiegerät zum Erzeugen von Röntgenbildern einer Brust (8a, b), mit zwei mit ihren Flachseiten parallel zueinander ausgerichteten und senkrecht zu ihren Flachseiten in Richtung einer Kompressionsachse (17) verschiebbaren Kompressionsplatten (16a, b), sowie mit einer zwischen den Kompressionsplatten (16a, b) angeordneten Lagereinheit (10) mit zwei einander gegenüberliegenden und jeweils einer Kompressionsplatte (16a, b) zugeordneten Lagerflächen (14a bzw. b), zwischen denen zwei Röntgendetektoren (20a, b) mit ebenen, jeweils einer der Lagerflächen (14a bzw. b) zugewandten Empfangsflächen (22a bzw. b) angeordnet sind, sowie mit zwei Röntgenquellen (26a, b), die in Positionen positionierbar sind, die bezogen auf die Lagereinheit (10) einander gegenüberliegen.
Mammographiegerät nach Anspruch 7 oder 8, deren Röntgenquelle (26) bzw. deren Röntgenquellen (26a, b) unter verschiedenen Projektionswinkeln (α) relativ zur Normalen der Empfangsflächen (22a, b) der Röntgendetektoren (20a bzw. b) positionierbar sind.
Mammographiegerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Röntgenquelle (26) oder die Röntgenquellen (26a, b) Röntgenstrahlen in voneinander verschiedenen Energiebereichen emittieren.
Mammographiegerät nach Anspruch 10, bei dem energiediskriminierende Röntgendetektoren (20a, b) vorgesehen sind.