(57)【要約】医用画像化システムおよび方法が記載されている。システムは、１つの送信アンテナおよび複数の受信アンテナを含むマイクロ波アンテナ列であって、送信アンテナは、患者のボディ部を照らすためにマイクロ波信号を伝送するように構成され、受信アンテナは、ボディ部の中で散乱後のマイクロ波信号を受信するように構成される、マイクロ波アンテナ列、ボディ部の皮膚表面に適用され、マイクロ波信号を散乱させるように構成されるマーカー、散乱したマイクロ波信号を処理して、マーカーの位置と関連してボディ部の中の関心領域を識別するためにボディ部の内部構造およびマーカーの画像を生成するように構成されるプロセッサ、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像化システムであって、
１つの送信アンテナおよび複数の受信アンテナを含むマイクロ波アンテナ列であって、前記送信アンテナはマイクロ波信号を伝送するように構成され、前記受信アンテナは散乱後のマイクロ波信号を受信するように構成される、マイクロ波アンテナ列、
前記マイクロ波信号を散乱させるように構成されるマーカー、および、
散乱した前記マイクロ波信号を処理して、前記マーカーの画像を生成するように構成されるプロセッサ、
を含む、医用画像化システム。
【請求項２】
前記マーカーは、共振スロットを有するパッシブアンテナである、請求項１に記載の医用画像化システム。
【請求項３】
前記マーカーは、ボディ部の形状にかなう金属ホイルから形成される、請求項１または２に記載の医用画像化システム。
【請求項４】
前記マーカーは、受信マイクロ波信号の周波数と異なる周波数でマイクロ波信号を散乱させる非線形アンテナである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項５】
前記非線形アンテナは、ハーモニックアンテナである、請求項４に記載の医用画像化システム。
【請求項６】
前記マーカーは、コントラスト剤を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項７】
前記送信アンテナは、患者のボディ部を照らすためにマイクロ波信号を伝送するように構成され、前記受信アンテナは、前記ボディ部の中で散乱後の前記マイクロ波信号を受信するように構成され、前記マーカーは前記ボディ部の皮膚表面の上に横たわるように構成され、前記プロセッサは、散乱した前記マイクロ波信号を処理して、前記マーカーの位置と関連して前記ボディ部の中の関心領域を識別するために前記ボディ部の内部構造および前記マーカーの画像を生成するように構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記マーカーに基づいて前記医用画像化システムを較正するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記マーカーの散乱特性に基づいて前記医用画像化システムを較正するように構成される、請求項８に記載の医用画像化システム。
【請求項１０】
前記マーカーは、皮膚表面に適用されるように構成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項１１】
前記マーカーは、前記マーカーを皮膚表面に付着させるための接着剤を備える、請求項１０に記載の医用画像化システム。
【請求項１２】
前記マーカーは、適所に固定されるように配置されるコンポーネントに取り付けられる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項１３】
前記コンポーネントはカップを含む、請求項１２に記載の医用画像化システム。
【請求項１４】
前記コンポーネントは、ボディ部の少なくとも一部と接触しているように構成される、請求項１２または１３に記載の医用画像化システム。
【請求項１４】
前記コンポーネントは、ボディ部の少なくとも一部を受け入れるように構成される、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項１５】
医用画像化方法であって、
マーカーを提供するステップ、
マイクロ波アンテナ列の１つの送信アンテナによって発されるマイクロ波信号で前記マーカーを照らすステップ、
前記マーカーによって散乱された後の前記マイクロ波信号を、前記マイクロ波アンテナ列の複数の受信アンテナで受信するステップ、
前記マーカーの画像を生成するために散乱した前記マイクロ波信号を処理するステップ、
を含む、医用画像化方法。
【請求項１６】
各画像における前記マーカーの位置を相関させることによって複数の画像間の画像登録を実行するステップ、をさらに含む、請求項１５に記載の医用画像化方法。
【請求項１７】
前記画像は、異なる画像化モダリティを用いて作られる、請求項１６に記載の医用画像化方法。
【請求項１８】
前記画像の中で前記マーカーの位置をその既知の基準位置と比較することによって空間歪を修正するために、空間画像再構成を調整するステップ、をさらに含む、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項１９】
前記マーカーの既知の基準位置に基づいて再構成パラメータを調整するステップ、をさらに含む、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２０】
前記マーカーは、それが患者のボディ部の皮膚表面の上に横たわるように設けられ、
前記マーカーおよび前記ボディ部は、マイクロ波信号で照らされ、
マイクロ波信号は、前記ボディ部の中でそして前記マーカーによって散乱された後に受信され、
散乱した前記マイクロ波信号は、前記マーカーの位置と関連して前記ボディ部の中の関心領域を識別するように前記ボディ部の内部構造および前記マーカーを示す前記ボディ部の画像を生成するために処理される、
請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２１】
前記画像は、皮膚上の同じ位置に前記マーカーを再適用することによって、異なる例で撮られる、請求項２０に記載の医用画像化方法。
【請求項２２】
前記ボディ部から測定された散乱を調整する参照として前記マーカーの既知の散乱特性を用いるステップ、をさらに含む、請求項２０または２１に記載の医用画像化方法。
【請求項２３】
前記マーカーは、皮膚表面に添付される、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２４】
前記マーカーは、皮膚表面に付着される、請求項２３に記載の医用画像化方法。
【請求項２５】
前記マーカーに基づいて医用画像化システムを較正するステップ、をさらに含む、請求項１５〜２４のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２６】
前記マーカーの散乱特性に基づいて前記医用画像化システムを較正するステップ、をさらに含む、請求項２５に記載の医用画像化方法。
【請求項２７】
前記マーカーは、適所に固定されるコンポーネントに取り付けられる、請求項１５〜２６のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２８】
前記コンポーネントはカップを含む、請求項２７に記載の医用画像化方法。
【請求項２９】
前記ボディ部の少なくとも一部は、前記カップの中に受け入れられる、請求項２８に記載の医用画像化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像化システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳癌は、女性に最も普通の癌である。Ｘ線マンモグラフィが現在最も有効な検出技術であり、スクリーニングのために使用されるが、それは、胸部の不快な圧迫を含み、そして電離性放射線への暴露も伴う、比較的高いミスかつ欠陥の検出率が欠点である。
【０００３】
マイクロ波イメージングおよび胸部腫瘍の検出は、潜在的な非電離代替例である。そのようなアプローチは、高密度に詰め込まれた共形的アンテナ列を使用することである。それはまた、最小限の結合流体によって胸部位置を安定させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、マイクロ波画像化システムに追加の機能を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、１つの送信アンテナおよび複数の受信アンテナを含むマイクロ波アンテナ列であって、送信アンテナはマイクロ波信号を伝送するように構成され、受信アンテナは散乱後のマイクロ波信号を受信するように構成される、マイクロ波アンテナ列、マイクロ波信号を散乱させるように構成されるマーカー、および、散乱したマイクロ波信号を処理して、マーカーの画像を生成するように構成されるプロセッサ、を含む、医用画像化システムが提供される。
【０００６】
マーカーは、共振スロットを有するパッシブアンテナでもよい。
【０００７】
マーカーは、ボディ部の形状にかなう金属ホイルから形成されてもよい。
【０００８】
マーカーは、受信マイクロ波信号の周波数と異なる周波数でマイクロ波信号を散乱させる非線形アンテナでもよい。
【０００９】
非線形アンテナは、ハーモニックアンテナでもよい。
【００１０】
マーカーは、コントラスト剤を含んでもよい。
【００１１】
送信アンテナは、患者のボディ部を照らすためにマイクロ波信号を伝送するように構成されてもよく、受信アンテナは、ボディ部の中で散乱後のマイクロ波信号を受信するように構成されてもよい。マーカーは、ボディ部の皮膚表面の上に横たわるように構成されてもよい。プロセッサは、散乱したマイクロ波信号を処理して、マーカーの位置と関連してボディ部の中の関心領域を識別するためにボディ部の内部構造およびマーカーの画像を生成するように構成されてもよい。
【００１２】
プロセッサは、マーカーに基づいて医用画像化システムを較正するように構成されてもよい。プロセッサは、マーカーの散乱特性に基づいて医用画像化システムを較正するように構成されてもよい。例えば、マーカーからの既知の参照散乱応答に基づいて、プロセッサは、ボディ部から測定された散乱を較正するかまたは調整することができてもよい。散乱特性は、明るさ、強度、スペクトル（例えば色）、および指向性でありえる。
【００１３】
マーカーは、皮膚表面に適用されるように構成されてもよい。マーカーは、マーカーを皮膚表面に付着させるための接着剤を備えてもよい。マーカーは、バッキング材料（例えば非多孔性層）を備えてもよい。これは、皮膚水分がマーカーの誘電特性に影響を及ぼすのを防止してもよい。
【００１４】
マーカーは、適所に固定されるように配置されるコンポーネントに取り付けられてもよい。コンポーネントは、例えば、カップまたはインサートを含んでもよい。マーカーは、コンポーネントに付着されることができるかさもなければ取り付けられることができる。例えば、マーカーは、コンポーネントの中に埋め込まれることができる。コンポーネントは、ボディ部の少なくとも一部と接触しているように構成されてもよい。コンポーネントは、ボディ部の少なくとも一部を受け入れるように構成されてもよい。
【００１５】
別の態様によれば、マーカーを提供するステップ、マイクロ波アンテナ列の１つの送信アンテナによって発されるマイクロ波信号でマーカーを照らすステップ、マーカーによって散乱された後のマイクロ波信号を、マイクロ波アンテナ列の複数の受信アンテナで受信するステップ、マーカーの画像を生成するために散乱したマイクロ波信号を処理するステップ、を含む、医用画像化方法が提供される。
【００１６】
方法は、各画像におけるマーカーの位置を相関させることによって複数の画像間の画像登録を実行するステップ、をさらに含んでもよい。
【００１７】
画像は、異なる画像化モダリティを用いて作られてもよい。
【００１８】
方法は、画像の中でマーカーの位置をその既知の基準位置と比較することによって空間歪を修正するために、空間画像再構成を調整するステップ、をさらに含んでもよい。
【００１９】
方法は、マーカーの既知の基準位置に基づいて再構成パラメータを調整するステップ、をさらに含んでもよい。
【００２０】
マーカーは、それが患者のボディ部の皮膚表面の上に横たわるように設けられてもよい。マーカーおよびボディ部は、マイクロ波信号で照らされてもよい。マイクロ波信号は、ボディ部の中でそしてマーカーによって散乱された後に受信されてもよい。散乱したマイクロ波信号は、マーカーの位置と関連してボディ部の中の関心領域を識別するようにボディ部の内部構造およびマーカーを示すボディ部の画像を生成するために処理されてもよい。
【００２１】
画像は、皮膚上の同じ位置にマーカーを再適用することによって、異なる例で撮られてもよい。
【００２２】
方法は、ボディ部から測定された散乱を調整する参照としてマーカーの既知の散乱特性を用いるステップ、をさらに含んでもよい。
【００２３】
マーカーは、皮膚表面に添付されてもよい。マーカーは、皮膚表面に付着されてもよい。
【００２４】
方法は、マーカーに基づいて医用画像化システムを較正するステップ、をさらに含んでもよい。方法は、マーカーの散乱特性に基づいて医用画像化システムを較正するステップ、をさらに含んでもよい。
【００２５】
マーカーは、適所に固定されるコンポーネントに取り付けられてもよい。コンポーネントは、カップを含んでもよい。ボディ部の少なくとも一部は、カップの中に受け入れられてもよい。
【００２６】
本発明のよりよい理解のために、そしてそれがどのようにして効果的に実行されてよいかをより明らかに示すために、例として、添付図面に参照がなされる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、医用画像化システムの概略図である。
【図２】図２は、医用画像化システム用のマーカーの正面図である。
【図３】図３は、胸部のモデルに添付されるマーカーの正面図である。
【図４】図４は、胸部のモデルのためのさまざまな方向からの画像プロットを示す。
【図５】図５は、マーカーの別の例の概略図である。
【００２８】
図１は、マイクロ波アンテナ列６を含む医用画像化システム２を示す。アンテナ列６は、シェル基板１８のまたはその中の表面を通じて配置される複数Ｎのアンテナ１６を含む。シェル１８は、図示するように曲がったプロフィールを有する。特に、シェル１８は、部分的にまたは半球状であり、胸部の形状に近く構成される。アンテナ１６は、それらの全てが共通の焦点を示すようにシェル１８を通じて配置される。
【００２９】
アンテナ１６は、切換マトリクス２０に各々電気的に接続している。切換マトリクス２０は、送信経路および受信経路の両方に接続している。送信経路は、増幅器２４に結合された信号発生器２２を含む。受信経路は検出器２８に結合された増幅器２６とプロセッサ４とを備える。
【００３０】
切換マトリクス２０は、各アンテナ１６を送信経路または受信経路に選択的に連結する。
【００３１】
アンテナ列６は、マルチスタティックな様式で作動される。具体的には、切換マトリクス２０は、アンテナ１６のうちの１つを送信経路に接続し、残りのアンテナ１６を受信経路に接続するように制御される。信号発生器２２は、増幅器２４によって増幅され、次いで送信経路に接続しているアンテナ１６によって送信される、段階的周波数持続波（ｓｔｅｐｐｅｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ  （ＣＷ））、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）信号を発生する。段階的周波数持続波信号は、連続波動エネルギーのパルスの順次直列であり、各パルスは、周波数範囲（概して３〜８ＧＨｚの範囲内）全体にステップアップされるその周波数を有する。他のアンテナ１６は送信信号を受信し、受信信号は、検出されて、次いでプロセッサ４によって記録される。
【００３２】
シェル１８は、カップ３０を受け入れる。カップ３０は、シェル１８の中でぴったりと適合するように、シェル１８に対して補完的な形を有する。
【００３３】
カップ３０の外側およびシェル１８の内側は、カップ３０とシェル１８との間のねじ係合を可能にするねじ部を有してよい。カップ３０とシェル１８との間のねじ係合は、以前に記載されているように、胸部３６と関連してアンテナ列６を変形するために使用されてよい。
【００３４】
信号ロスを最小にして、したがってマイクロ波信号の伝送を改善するために、アンテナ１６とカップ３０との間に結合を改善するように、結合流体（誘電率を一定にコントロールされた流体）の層がシェル１８とカップ３０との間のギャップ３１に挿入されてよい。
【００３５】
使用中、患者は、それらの胸部３６がカップ３０内に位置するような腹臥位で横になる。アンテナ１６と胸部３６との間に結合を改善するために、結合流体の層は、カップ３０と胸部３６との間のギャップ３５内にも設けられてよい。
【００３６】
図示してないが、カップ３０の内部表面と胸部３６との間のより良好な適合を可能にするように、１つ以上のインサートがカップ３０の内側に置かれてよい。異なる形状およびサイズの複数の胸部により良好に適合するシステムを可能にするために、例えば、各々が異なる形状およびサイズを有する複数のこの種のインサートが設けられてよい。インサートは、カップ（例えばセラミック）と同じ材料から製造されてよい。
【００３７】
送信経路に接続しているアンテナ１６は、胸部３６をマイクロ波信号で照らす。信号は乳房組織によって散乱され、散乱信号は、非送信アンテナ１６の各々で受信されて、検出され、記録される。このプロセスは、以前に記載されているように、各アンテナ１６のために繰り返される。
【００３８】
プロセッサ４は、散乱信号の位相および振幅と比較して、伝送信号の測定された位相および振幅との間の相対差を記録してよい。そして、複素数（実数部分と虚数部分とを有する）として記録される。
【００３９】
各アンテナ１６で検出される信号は、通常、３つの成分を含む。すなわち、送信アンテナ１６と受信アンテナ１６との間の相互結合から生じる成分、胸部３６の皮膚から反射される放射線から生じる成分、および、胸部の中の構造（腫瘍のような）から反射される放射線から生じる成分。腫瘍は、それらの重要な含水量に起因してそれらが脂肪組織よりも非常に高い誘電性を呈するにつれて、定義可能な反射を起こすことができる。胸部の中の腫瘍の存在から生じる反射の検出可能性を改良するために、相互成分および皮膚反射成分は、データセットから取り除かれてよく、または少なくとも緩和されてよい。
【００４０】
獲得したデータセットは、胸部３６の内部構造の画像を作るためにプロセッサ４により使用されてよい。データ再構成は、フェーズドアレイ（周波数領域）、遅延和（ＤＡＳ−時間領域）技術または他の任意の適当な技術を用いて実行されてよい。このことから、プロセッサ４は、考えられる腫瘍または他の病理が存在するかもしれない関心領域（存在する場合）を（おそらく、追加のユーザー入力または確認によって）識別することが可能である。
【００４１】
胸部がフィッティング手順における変化に起因して画像化されるたびに、アンテナ列６およびインサートの中の胸部の正確な位置は変化しそうである。アンテナ列６への直接光アクセスがないので、アンテナ列６と胸部の解剖との間の位置関係は、通常直ちに決定されることができない。このことは、胸部スクリーニング、癌診断（画像ガイド下の生検を含む）、腫瘍ステージング、処置モニタリングおよび手術プランニングのための画像化モダリティ間の目視比較を作ることを困難にする。
【００４２】
マーカー３２は、図２に示すように、胸部３６とアンテナ列６との間の登録を提供するために使用されてよい。マーカー３２は、両側のうちの１つに沿って中間にマーカー３２のボディに達する共振スロット３４を有する薄いアルミニウムホイルの矩形シートによって形成されてよい。したがって、マーカー３２は、共振スロット３４の両側の一対の脚部３８ａ、３８ｂおよび脚部３８ａ、３８ｂを接続するベース部４０によって形成される、実質的にＣ形状またはＵ形状のプロフィールを有する。
【００４３】
一例では、マーカー３２は、ベース部４０全体で５．５ｍｍの幅および９ｍｍの長さを有してよい。脚部３８ａ、３８ｂの各々が２ｍｍの幅を有するように、共振スロット３４は、５．５ｍｍの長さ（脚部３８ａ、３８ｂの長さ）および１．５ｍｍの幅を有してよい。
【００４４】
別の例では、マーカー３２は、ベース部４０全体で８．０ｍｍの幅および９ｍｍの長さを有してよい。脚部３８ａ、３８ｂの各々が３．２５ｍｍの幅を有するように、共振スロット３４は、４．５ｍｍの長さ（脚部３８ａ、３８ｂの長さ）および１．５ｍｍの幅を有してよい。
【００４５】
マーカー３２の長さに対する共振スロット３４の長さの比率は、約０．５〜０．７でよい。マーカー３２の幅に対する共振スロット３４の幅の比率は、約０．１〜０．３でよい。しかしながら、他の寸法が使用されてもよい。
【００４６】
図３に示すように、マーカー３２は、胸部３６の皮膚表面に添付される。マーカー３２は、任意の適切な医療用接着剤等を用いて皮膚に添付されてよい。マーカー３２の薄いアルミニウムホイルは、胸部の輪郭に従わせることが可能で、そのためそれをアンテナ列６に対して適合できるように扁平なプロフィールを有する。マーカー３２用のアルミニウムホイルは、低コストおよび低アレルギー性である。別の構成では、皮膚に直接マーカー３２を取り付けるのとは対照的に、マーカー３２は、カップ３０またはインサートに固定される。これは、マーカー３２が固定される既知の位置にあることを許容してよい。そしてそれは、システム２の較正を支援してよい。マーカー３２がカップ３０またはインサートに取り付けられる場合、使用中に、マーカー３２は、皮膚と直接接触することなく皮膚の上に置かれてよい。マーカー３２は、カップ３０またはインサートの内部または外部表面に付着することができるか、または、カップ３０またはインサート基板の中に埋め込まれることができる。
【００４７】
マーカー３２は、それが胸部３６の組織と区別されることができるように、明確なマイクロ波散乱特性を呈する。共振スロット３４の寸法は、共振領域の外側で減少した横断面を有する一方で、特定の周波数で強化されたレーダー横断面を提供するＵＷＢ領域の中でマーカー３２に共振特性を提供するように構成されてよい。マーカー３２の範囲は、それらが互いに区別されることができるように、異なる共振周波数によって作られることもできる。
【００４８】
図４に示すように、マーカー３２の位置は、システムによって生成される胸部３６の画像において容易に識別可能である。
【００４９】
上記のマーカー３２は、マイクロ波信号に対する線形応答を提供するパッシブマーカーである。換言すれば、マーカー３２によって散乱／反射され、そしてアンテナ１６によって受信される信号は、一般に、アンテナ１６によって送信される信号と同じ周波数を有する。したがって、マーカー３２の応答は、一般に線形媒体である胸部３６の組織と類似している。
【００５０】
図５は、非線形マーカー１３２の一例を示す。マーカー１３２は、ダイオード（例えばショットキーダイオード）に結合されたアンテナによって形成される高調波（ｈａｒｍｏｎｉｃ）トランスポンダでよい。
【００５１】
マーカー１３２は、特定の基本周波数でマイクロ波信号を受信して、この信号を、基本周波数の整数倍である周波数で、高調波応答信号に変換する。特に、高調波応答信号は、最適変換効率を提供する第２高調波周波数でよい。したがって、マーカー１３２のダイオードは、周波数２倍器として効果的に役立つ。
【００５２】
応答信号がトランスポンダにおいて非線形性を通して修正される非線形トランスポンダの他の形が用いられてもよい。集積回路および／または電源を含む能動的なマーカーが用いられてもよく、それはより複雑な散乱応答を生成する。
【００５３】
非線形マーカーの使用によって、マーカーが他の散乱するソースと容易に区別されることができる。したがって、これは、強い環境的混乱があるときに、改良された性能を提供する。例えば、マーカーが強い混乱を有する環境において問合せ周波数に戻って単に応答する場合、その応答は反射によって不明瞭にされることができる。非線形応答信号を用いることによって、観察された応答が環境よりもむしろマーカーによって生じると結論することは、より容易である。これは、大部分の自然の対象物がマイクロ波レーダーで使われる典型的電力レベルで非線形特性を表示しなくて、したがって入来周波数と異なる周波数に戻って反射することが可能でないという事実による。
【００５４】
画像化処理の間の１つ以上のマーカーの使用は、イメージングが起こった後、患者の実際の解剖に容易に関連するイメージデータを可能にする。画像が胸部提供ガイダンスの皮膚上のマーカーを有する次の胸部生検または手術のために使われる所で、これは特に役立ってよい。
【００５５】
マーカーは、医師が視覚的局地化マーカーを参照してこれらの構造の位置を視覚化することができるように、医師がマーカーの視覚的位置を、マーカーの画像化された位置および患者の中の関連する構造の画像化された位置と関連づけることができる、標準化されたおよび定義済み位置において患者に取り付けられてよい。
【００５６】
マーカーは、異なる時間に撮られた画像が互いに対して比較されることができるように、標準化されたおよび明確な位置にあってよい。マーカーは、デジタル画像化システムを用いて各画像のための同じ位置に戻されてよい。
【００５７】
マーカーは、マイクロ波イメージングを越えて追加の、補完的な画像化モダリティにおいて定義可能でよい。特に、マーカーは、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）の間、利用されてよい。異なる画像技術は、病変の診断を洗練するために用いてよい。この種の他の画像化モダリティにおける胸部の位置が非常に異なってもよくて、したがって、各モダリティにおいて見られることができる共通のマーカーの使用が画像間の登録を提供することはいうまでもない。
【００５８】
マーカーは、固体材料から形成される容器のチャンバ内に封入されたコントラスト剤を組み込んでよい。コントラスト剤は、ＭＲＩの下で信号強さに変化を生じるように選択される。コントラスト剤は、マイクロ波レーダーによって直接見えてもよい。あるいは、追加のマーカーは、マイクロ波レーダーイメージングに可視性を提供するためにチャンバ内に封入されてよい。
【００５９】
マーカーは、例えば、Ｘ線、コンピュータ断層撮影（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃ  （ＣＴ））Ｘ線イメージング、超音波、電気インピーダンス断層撮影（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  （ＥＩＴ））、磁気源イメージング（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｏｕｒｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ  （ＭＳＩ））、磁気共鳴イメージング装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  （ＭＲＳ））、磁気共鳴マンモグラフィ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ  （ＭＲＭ））、磁気共鳴血管撮影（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ  （ＭＲＡ））、磁気電子脳造影法（ｍａｇｎｅｔｏｅｌｅｃｔｒｏ−ｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｈｙ  （ＭＥＧ））、レーザー光学イメージング、電位断層撮影（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  （ＥＰＴ））、および、ポジトロンエミッション断層撮影（ｐｏｓｉｔｒｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  （ＰＥＴ））およびシングルフォトンエミッション断層撮影（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｈｏｔｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  （ＳＰＥＣＴ））のような核医学モダリティを含む、他のモダリティと互換性を持ってもよい。
【００６０】
マーカーの電磁的性質は、時間とともに安定していて、正確に定量化される。これは、マーカーがファントムを使用する必要性のないマイクロ波画像化システムの参照として作用することを可能にする。したがって、基準マーカーによってこれらの変化が明らかにされることができるにつれて、マイクロ波を散乱させているパラメータデータは、電子的ドリフトにより時間とともに変化することができ、スイッチング特性およびケーブル効果およびマーカーの使用を変化させることができる。
【００６１】
基準マーカーを含むマイクロ波を散乱させているパラメータデータは、相対的な正規化値よりもむしろ胸部誘電特性に関する定量的データセットをつくるために用いることができる。定量的データセットは、スクリーニングのためのそしてネオアジュバント療法をモニタリングするための胸部の変化を観察するために、時間とともに比較されることができる。
【００６２】
画像再構成の質は、時間とともに変化することができる特定の仮定およびシステムパラメータにも依存している。マーカーが共形的アンテナ列６と関連する散乱特性、サイズおよび位置を知ったにつれて、基準マーカーまたはマーカーは、画像再構成（例えば合焦）の質を改善するために用いることができる。
【００６３】
それらが定義済み明るさで輝くように、基準マーカーのレーダー横断面は構成されてよい。これによって散乱の基準レベルが画像の中で定められることができ、その結果、他の画像は、基準マーカーとの比較によるそれらの明るさにおいて定められることができる。したがって、基準マーカーは、得られた画像のクラッタ抑圧のための定量化可能な手段を提供することができる。
【００６４】
マーカーは、特定の既知のＲＦ散乱特性を有して設計されることができ、そして、基準に対する比較によって、測定された散乱を定量化して、調整するために、標準的基準を提供することができる。「ＲＦ散乱特性」は、明るさ、スペクトル（「色」）、および指向性を含んでよい。一実施形態において、医用画像化システムは、ボディ部のないマーカーを画像化してよい。マーカーの画像は、医用画像化システムを較正するために用いてよい。例えば、マーカーが既知の特性（例えば既知の明るさ）を有する場合、続いて、ボディ部によるマイクロ波信号の測定された散乱は、マーカーの既知の応答に基づいて修正されてよいかまたは調整されてよい。
【００６５】
マーカーは、既知の空間位置に配置されることができ、そして、空間歪を修正するために、再生されたマーカー位置を既知の基準位置に対して比較することによって空間画像再構成が調整されることができる空間基準点を提供することができる。
【００６６】
マーカーは、既知の空間位置に配置されることができ、そして、たとえば屈折率を含む再構成パラメータが最適に焦点に集まる（オートフォーカス）ように調整されてよい空間基準点を提供することができる。再構成パラメータを調整することによるオートフォーカスの処理はまた、それらの実パラメータの評価を提供し、したがって余分の測定を提供する。
【００６７】
システムが胸部のイメージングに関して記載されたが、それがボディの他の領域に適していてもよいことはいうまでもない。
【００６８】
他の配置において、アンテナ列のカップは、アンテナが位置するシェルで分配されてよいかまたは組み込まれてよい。
【００６９】
システムは、データが複数のアンテナから同時に記録されることができるように複数の送信経路および受信経路を使用してよく、そして、データがすべてのアンテナから同時に記録されることができるように、アンテナの数に対応する多くの送信経路および受信経路を含んでさえよい。代わりのトポロジでは、切換マトリクスは、したがって、送信／受信デバイスに接続されることが可能な各アンテナを取り除くことができる。
【００７０】
あるいは、１つ以上のアンテナは、周波数多重化操作で一度に作動されてよい。多重化操作は、針の高速追跡が必要とされる重要な利点を有してよい。
【００７１】
効果の不必要な二重化および明細書のテキストの反復を回避するために、特定の特徴は、本発明の１つまたは複数の態様または実施形態のみに関して記載されている。しかしながら、それが技術的に可能な所で、本発明の任意の態様または実施形態に関して記載されている特徴が本発明の他のいかなる態様または実施形態によって用いられてもよいことを理解すべきである。
【００７２】
本発明は、本明細書に記載されている実施形態に限られなくて、本発明の要旨を逸脱しない範囲で修正されてよいかまたは構成されてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月28日(2018.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像化システムであって、
１つの送信アンテナおよび複数の受信アンテナを含むマイクロ波アンテナ列であって、前記送信アンテナは、患者のボディ部を照らすためにマイクロ波信号を伝送するように構成され、前記受信アンテナは、前記ボディ部の中で散乱後のマイクロ波信号を受信するように構成される、マイクロ波アンテナ列、
前記ボディ部の皮膚表面の上に横たわるように、そして前記マイクロ波信号を散乱させるように構成されるマーカー、および、
前記マーカーの位置と関連して前記ボディ部の中の関心領域を識別するために、散乱した前記マイクロ波信号を処理することによって、前記ボディ部の内部構造および前記マーカーの画像を生成するように構成されるプロセッサ、
を含む、医用画像化システム。
【請求項２】
前記マーカーは、共振スロットを有するパッシブアンテナである、請求項１に記載の医用画像化システム。
【請求項３】
前記マーカーは、ボディ部の形状にかなう金属ホイルから形成される、請求項１または２に記載の医用画像化システム。
【請求項４】
前記マーカーは、受信マイクロ波信号の周波数と異なる周波数でマイクロ波信号を散乱させる非線形アンテナである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項５】
前記非線形アンテナは、ハーモニックアンテナである、請求項４に記載の医用画像化システム。
【請求項６】
前記マーカーは、コントラスト剤を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記マーカーに基づいて前記医用画像化システムを較正するように構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記マーカーの散乱特性に基づいて前記医用画像化システムを較正するように構成される、請求項７に記載の医用画像化システム。
【請求項９】
前記マーカーは、皮膚表面に適用されるように構成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項１０】
前記マーカーは、前記マーカーを皮膚表面に付着させるための接着剤を備える、請求項９に記載の医用画像化システム。
【請求項１１】
前記マーカーは、適所に固定されるように配置されるコンポーネントに取り付けられる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項１２】
前記コンポーネントはカップを含む、請求項１１に記載の医用画像化システム。
【請求項１３】
前記コンポーネントは、ボディ部の少なくとも一部と接触しているように構成される、請求項１１または１２に記載の医用画像化システム。
【請求項１４】
前記コンポーネントは、ボディ部の少なくとも一部を受け入れるように構成される、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の医用画像化システム。
【請求項１５】
医用画像化方法であって、
ボディ部の皮膚表面の上に横たわるようにマーカーを提供するステップ、
マイクロ波アンテナ列の１つの送信アンテナによって発せられるマイクロ波信号で前記マーカーおよび前記ボディ部を照らすステップ、
前記ボディ部の中で前記マーカーによって散乱された後の前記マイクロ波信号を、前記マイクロ波アンテナ列の複数の受信アンテナで受信するステップ、
前記マーカーの位置と関連して前記ボディ部の中の関心領域を識別するために、散乱した前記マイクロ波信号を処理することによって前記ボディ部の内部構造および前記マーカーを示す前記ボディ部の画像を生成するステップ、
を含む、医用画像化方法。
【請求項１６】
各画像における前記マーカーの位置を相関させることによって複数の画像間の画像登録を実行するステップ、をさらに含む、請求項１５に記載の医用画像化方法。
【請求項１７】
Ｘ線、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線イメージング、超音波、電気インピーダンス断層撮影（ＥＩＴ）、磁気源イメージング（ＭＳＩ）、磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＳ）、磁気共鳴マンモグラフィ（ＭＲＭ）、磁気共鳴血管撮影（ＭＲＡ）、磁気電子脳造影法（ＭＥＧ）、レーザー光学イメージング、電位断層撮影（ＥＰＴ）、および、ポジトロンエミッション断層撮影（ＰＥＴ）およびシングルフォトンエミッション断層撮影（ＳＰＥＣＴ）のような核医学モダリティ、のうちの少なくとも１つを含む異なる画像化モダリティを用いて前記マーカーの画像を生成するステップ、をさらに含む、請求項１６に記載の医用画像化方法。
【請求項１８】
前記画像の中で前記マーカーの位置をその既知の基準位置と比較することによって空間歪を修正するために、空間画像再構成を調整するステップ、をさらに含む、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項１９】
前記マーカーの既知の基準位置に基づいて再構成パラメータを調整するステップ、をさらに含む、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２０】
前記画像は、皮膚上の同じ位置に前記マーカーを再適用することによって、異なる例で撮られる、請求項１９に記載の医用画像化方法。
【請求項２１】
前記ボディ部から測定された散乱を調整する参照として前記マーカーの既知の散乱特性を用いるステップ、をさらに含む、請求項１９または２０に記載の医用画像化方法。
【請求項２２】
前記マーカーは、皮膚表面に添付される、請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２３】
前記マーカーは、皮膚表面に付着される、請求項２２に記載の医用画像化方法。
【請求項２４】
前記マーカーに基づいて医用画像化システムを較正するステップ、をさらに含む、請求項１５〜２３のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２５】
前記マーカーの散乱特性に基づいて前記医用画像化システムを較正するステップ、をさらに含む、請求項２４に記載の医用画像化方法。
【請求項２６】
前記マーカーは、適所に固定されるコンポーネントに取り付けられる、請求項１５〜２５のいずれか１項に記載の医用画像化方法。
【請求項２７】
前記コンポーネントはカップを含む、請求項２６に記載の医用画像化方法。
【請求項２８】
前記ボディ部の少なくとも一部は、前記カップの中に受け入れられる、請求項２７に記載の医用画像化方法。
【国際調査報告】
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