(57)【要約】  同じ乳房の順次のマンモグラフィ画像の空間的な位置合わせを含む乳房の撮像のための乳房撮像システムが記載される。この乳房撮像システムは、乳房の第１の側に接触するように構成された第１の圧縮部材と、前記乳房の第１の側に対し実質的に反対側の第２の側に接触するように構成された第２の圧縮部材とを備える。さらに、この乳房撮像システムは、前記第１の圧縮部材に組み合わせられ、乳房の前記第１の側に位置する第１の基準マーカの位置を検出するように構成された第１のイメージセンサと、前記第２の圧縮部材に組み合わせられ、乳房の前記第２の側に位置する第２の基準マーカの位置を検出するように構成された第２のイメージセンサとを備える。【選択図】図７
2013528473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳房の撮像のための乳房撮像システムであって、
乳房の第１の側に接触するように構成された第１の圧縮部材と、
前記乳房の第１の側に対し実質的に反対側の第２の側に接触するように構成された第２の圧縮部材と、
前記第１の圧縮部材に組み合わせられ、乳房の前記第１の側に位置する第１の基準マーカの位置を検出するように構成された第１のイメージセンサと、
前記第２の圧縮部材に組み合わせられ、乳房の前記第２の側に位置する第２の基準マーカの位置を検出するように構成された第２のイメージセンサと、
前記第１および第２のイメージセンサの少なくとも一方から情報を受け取り、該情報にもとづいて前記第１および第２の基準マーカの整列を手助けする整列システムと、
を備える乳房撮像システム。
【請求項２】
前記情報にもとづいて前記第１および第２の圧縮部材の少なくとも一方を動かすことによって前記第１および第２の基準マーカが整列するように乳房を動かすポジショナを、さらに備える請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項３】
前記第１の基準マーカが、乳房の前記第１の側の皮膚表面の約１ｃｍの範囲内に位置するように構成されている請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項４】
前記第２の基準マーカが、乳房の前記第２の側の皮膚表面の約１ｃｍの範囲内に位置するように構成されている請求項３に記載の乳房撮像システム。
【請求項５】
前記第１の圧縮部材が、パドルを備える請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項６】
前記第１および第２の基準マーカの各々が、１つ以上の入れ墨を含む請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項７】
前記第１および第２の基準マーカが、補助のない人間の眼にとって不可視である請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項８】
前記第１および第２の基準マーカが、紫外光照明に曝されたときに補助のない人間の眼にとって可視である請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項９】
前記第１および第２の基準マーカが、放射線不透過性である請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項１０】
前記整列システムが、前記第１および第２の基準マーカの整列をさらに手助けするように構成された画像化ソフトウェアを備える請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項１１】
乳房の画像の生成を手助けすべく電磁放射線を生成するための電磁放射線システムをさらに備える請求項１に記載の乳房撮像システム。
【請求項１２】
前記電磁放射線が、Ｘ線を含む請求項１１に記載の乳房撮像システム。
【請求項１３】
初期の時点において乳房の第１の放射線写真画像を取得するように構成された少なくとも第１の放射線写真画像取得プラットフォームをさらに備える請求項１１に記載の乳房撮像システム。
【請求項１４】
前記初期の時点から後の時点において乳房の第２の放射線写真画像を取得するように構成された第２の放射線写真画像取得プラットフォームをさらに備える請求項１３に記載の乳房撮像システム。
【請求項１５】
前記初期の時点と後の時点との間の時間の経過につれて生じた乳房の変化の検出を手助けするために第１の放射線写真画像を第２の放射線写真画像から引き算するように構成された差分画像化システムをさらに備える請求項１４に記載の乳房撮像システム。
【請求項１６】
乳房の撮像のための乳房撮像方法であって、
乳房の第１の側を第１の圧縮部材に接触させるステップと、
前記乳房の第１の側に対し実質的に反対側の第２の側を第２の圧縮部材に接触させるステップと、
乳房の前記第１の側に位置する第１の基準マーカの位置を、前記第１の圧縮部材に組み合わせられた第１のイメージセンサによって検出するステップと、
乳房の前記第２の側に位置する第２の基準マーカの位置を、前記第２の圧縮部材に組み合わせられた第２のイメージセンサによって検出するステップと、
前記第１および第２のイメージセンサの少なくとも一方からの情報を整列システムにおいて取得するステップと、
前記取得した情報にもとづいて前記第１および第２の基準マーカを整列させるステップと、
を含む乳房撮像方法。
【請求項１７】
前記整列させるステップが、前記第１および第２の圧縮部材の少なくとも一方を動かすことによって前記受信した情報にもとづいて前記基準マーカが整列するように乳房を動かすステップを含む請求項１６に記載の乳房撮像方法。
【請求項１８】
前記第１の基準マーカを乳房の前記第１の側の皮膚表面の約１ｃｍの範囲内に配置するステップをさらに含む請求項１６に記載の乳房撮像方法。
【請求項１９】
前記第２の基準マーカを乳房の前記第２の側の皮膚表面の約１ｃｍの範囲内に配置するステップをさらに含む請求項１８に記載の乳房撮像方法。
【請求項２０】
画像化ソフトウェアを使用して前記第１および第２の基準マーカを整列させるステップをさらに含む請求項１６に記載の乳房撮像方法。
【請求項２１】
乳房の放射線写真画像を生成するための電磁放射線を生成するステップをさらに含む請求項１６に記載の乳房撮像方法。
【請求項２２】
初期の時点における乳房の第１の放射線写真画像を取得するステップをさらに含む請求項１６に記載の乳房撮像方法。
【請求項２３】
前記初期の時点から後の時点における乳房の第２の放射線写真画像を取得するステップをさらに含む請求項２２に記載の乳房撮像方法。
【請求項２４】
前記第２の放射線写真画像から前記第１の放射線写真画像を引き算し、前記初期の時点と前記後の時点との間に生じた乳房の変化を検出するステップをさらに含む請求項２３に記載の乳房撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年６月１５日付の米国特許仮出願第６１／３５５，０７４号の優先権の利益を主張し、この米国特許仮出願の全体が、ここでの言及によって本明細書に援用される。
【０００２】
本発明に係る技術は、広くには、マンモグラフィ（ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ）に関し、さらに詳しくは、同じ乳房の一連のマンモグラフィ画像の空間的な位置合わせに関する。
【背景技術】
【０００３】
年に１度のマンモグラム（ｍａｍｍｏｇｒａｍ）の検査が、例えば４０歳以上の女性の乳がんの早期発見のために医学的に推奨される処置である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記処置は、とりわけ月経閉止前の女性において、がんの偽陽性および或る程度の見落としを免れることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る技術は、マンモグラフィに焦点を合わせているが、この用途に限られるわけではない。マンモグラフィにおいて、本発明に係る技術は、同じ乳房の順次の画像の空間的な位置合わせを含む。２つのマンモグラムが適切に位置合わせされたとき、２つのマンモグラムにおける対応する位置の画素値のずれが、その位置における乳房の腫瘍、損傷、または病変組織を知らせる。
【０００６】
本発明に係る技術における「基準マーカ」は、２つの順次のマンモグラムを高い精度で一致させ得る基準点をもたらすことができる自然のまたは人工的に埋め込まれた乳房の組織の任意のものまたは染みである。基準マーカの例としては、皮膚の小さな入れ墨または認識可能な点状の石灰化（ｃａｌｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が考えられる。
【０００７】
本発明の一実施形態においては、乳房の撮像のための乳房撮像システムが、第１の圧縮部材と、第２の圧縮部材と、第１のイメージセンサと、第２のイメージセンサと、整列システムとを備えることができる。第１の圧縮部材を、乳房の第１の側に接触するように構成することができる。第２の圧縮部材を、前記乳房の第１の側に対し実質的に反対側の第２の側に接触するように構成することができる。第１のイメージセンサを、第１の圧縮部材に組み合わせることができ、乳房の第１の側に位置する第１の基準マーカの位置を検出するように構成することができる。第２のイメージセンサを、第２の圧縮部材に組み合わせることができ、乳房の第２の側に位置する第２の基準マーカの位置を検出するように構成することができる。整列システムが、第１および第２のイメージセンサの少なくとも一方から情報を受け取り、この情報にもとづいて第１および第２の基準マーカの整列を手助けすることができる。
【０００８】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像システムが、前記情報にもとづいて第１および第２の圧縮部材の少なくとも一方を動かすことによって第１および第２の基準マーカが整列するように乳房を動かすポジショナをさらに備える。
【０００９】
いくつかの実施形態においては、さらにこの乳房撮像システムにおいて、第１の基準マーカが、乳房の第１の側の皮膚表面の約１ｃｍの範囲内に位置するように構成される。
【００１０】
いくつかの実施形態においては、さらにこの乳房撮像システムにおいて、第２の基準マーカが、前記乳房の第１の側とは異なる第２の側の皮膚表面の約１ｃｍの範囲内に位置するように構成される。
【００１１】
いくつかの実施形態においては、第１の圧縮部材が、パドルを備える。
【００１２】
いくつかの実施形態においては、第１および第２の基準マーカが、１つ以上の入れ墨を含む。
【００１３】
いくつかの実施形態においては、第１および第２の基準マーカが、自然の人間の眼にとって不可視である。
【００１４】
いくつかの実施形態においては、第１および第２の基準マーカが、紫外光照明に曝されたときに自然の人間の眼にとって可視である。
【００１５】
いくつかの実施形態においては、第１および第２の基準マーカが、放射線不透過性である。
【００１６】
いくつかの実施形態においては、整列システムが、第１および第２の基準マーカの整列をさらに手助けするように構成された画像化ソフトウェアを備える。
【００１７】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像システムが、乳房の画像の生成を手助けすべく電磁放射線を生成するための電磁放射線システムをさらに備える。
【００１８】
いくつかの実施形態においては、電磁放射線が、Ｘ線を含む。
【００１９】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像システムが、初期の時点において乳房の第１の放射線写真画像を取得するように構成された少なくとも第１の放射線写真画像取得プラットフォームをさらに備える。
【００２０】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像システムが、前記初期の時点から後の時点において乳房の第２の放射線写真画像を取得するように構成された第２の放射線写真画像取得プラットフォームをさらに備える。
【００２１】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像システムが、前記初期の時点と前記後の時点との間に生じた乳房の放射線写真の変化の検出を手助けするために第１の放射線写真画像を第２の放射線写真画像から引き算するように構成された差分放射線写真システムをさらに備える。
【００２２】
いくつかの実施形態は、乳房の撮像のための乳房撮像方法であって、乳房の第１の側を第１の圧縮部材に接触させるステップと、前記乳房の第１の側に対し実質的に反対側の第２の側を第２の圧縮部材に接触させるステップとを含む方法を含む。この方法が、乳房の第１の側に位置する第１の基準マーカの位置を、第１の圧縮部材に組み合わせられた第１のイメージセンサによって検出するステップと、乳房の第２の側に位置する第２の基準マーカの位置を、第２の圧縮部材に組み合わせられた第２のイメージセンサによって検出するステップとをさらに含む。この方法が、第１および第２のイメージセンサの少なくとも一方からの情報を整列システムにおいて取得するステップと、取得した情報にもとづいて第１および第２の基準マーカを整列させるステップとをさらに含む。
【００２３】
いくつかの実施形態においては、前記整列させるステップが、第１および第２の圧縮部材の少なくとも一方を動かすことによって前記受信した情報にもとづいて基準マーカが整列するように乳房を動かすステップを含む。
【００２４】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像方法が、第１の基準マーカを乳房の第１の側の皮膚表面の約１ｃｍの範囲内に配置するステップをさらに含む。
【００２５】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像方法が、第２の基準マーカを乳房の第２の側の皮膚表面の約１ｃｍの範囲内に配置するステップをさらに含む。
【００２６】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像方法が、画像化ソフトウェアによって第１および第２の基準マーカを整列させるステップをさらに含む。
【００２７】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像方法が、乳房の放射線写真画像を生成するための電磁放射線を生成するステップをさらに含む。
【００２８】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像方法が、初期の時点における乳房の第１の放射線写真画像を取得するステップをさらに含む。
【００２９】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像方法が、前記初期の時点から後の時点における乳房の第２の放射線写真画像を取得するステップをさらに含む。
【００３０】
いくつかの実施形態においては、この乳房撮像方法が、第２の放射線写真画像から第１の放射線写真画像を引き算して、前記初期の時点と前記後の時点との間に生じた乳房の変化を検出するステップをさらに含む。
【００３１】
本発明に係る技術の他の実施形態が、本発明に係る技術の種々の実施形態を例として図示および説明する以下の詳細な説明から、当業者にとって容易に明らかになることを、理解すべきである。理解されるとおり、いずれも本発明に係る技術の範囲から外れることなく、本発明に係る技術は、他の異なる実施形態も可能であり、本発明に係る技術のいくつかの詳細は、さまざまな他の観点において変更可能である。
【００３２】
したがって、図面および詳細な説明は、例示のものであるとして考慮されるべきであり、限定として理解すべきではない。
【００３３】
本発明に係る技術のさらなる理解をもたらすために用意され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明に係る技術の態様を例示するとともに、明細書との協働において本発明に係る技術の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】時点ｔ＝０における初期のマンモグラム（「Ｍａｍｍｏ ０」）の例を示す図である。
【図２】時点ｔ＝Ｔにおける後のマンモグラム（「Ｍａｍｍｏ Ｔ」）の例を示す図である。
【図３】図２のマンモグラム（「Ｍａｍｍｏ Ｔ」）から図１のマンモグラム（「Ｍａｍｍｏ０」）を引き算した例を示す図である。
【図４】患者の乳房の対向する不可視の入れ墨のペアの位置を説明する例示的な画像である。
【図５】同じく、患者の乳房の対向する不可視の入れ墨のペアの位置を説明する例示的な画像である。
【図６】同じく、患者の乳房の対向する不可視の入れ墨のペアの位置を説明する例示的な画像である。
【図７】画像取得の建造物の一態様の概略図の例である。
【図８】ＣＣ（頭尾方向）像に関して４つの入れ墨を示す正面図の例である。
【図９】マンモグラムごとに４つの入れ墨を使用して平行移動および回転のひずみを抑制するための例示的なプロセスを示す図である。
【図１０】紫外光を透す２枚の板の間で圧縮された乳房の例を示す図である。
【図１１】乳房の正確な整列を促進するように構成された真っ直ぐなエッジを有する可撓性の透明プラスチック整列具の例を示す図である。
【図１２】隣り合う点のペアが等間隔である入れ墨による点の２つの直線アレイについて、Ｘ線感光板へ投影された例示的なＸ線画像を示している。
【図１３】簡略化された入れ墨にもとづく位置合わせの建造物またはシステムの例を示す図である。
【図１４】ｘ，ｙ方向の調節が可能なパドルの例を示す図である。
【図１５】マンモグラフィユニットの例を示す図である。
【図１６】透過性パドルおよびセンサプラットフォームの例を示す図である。
【図１７】配置用顕微鏡ステージの例を示す図である。
【図１８】対向する入れ墨をＸ線ビームに沿って鉛直方向に整列させた状態で圧縮された乳房組織の人工球状モデルの例を示す図である。
【図１９】圧縮された乳房の正面図を示しており、２つの石灰化を含む平面的な層が右へずれている状態を示す。
【図２０】２つの中間の石灰化のひずんだ位置および乳房の中間の径が縮小した例を示す図である。
【図２１】コンピュータシミュレーションによる非線形ばねによって結び付けられた水平方向または鉛直方向に間隔を空けて位置する画素のペアの例示的な図である。
【図２２】コンピュータシミュレーションによる非線形ばねの特性を表す単調非線形関数ｆ（ｘ）の線図の例である。
【図２３】画像Ｍ０（「Ｍａｍｍｏ ０」）における入れ墨Ａから入れ墨Ｂへの実線の直線に沿った画素値および変形の完了後の画像ＭＴ（「ＭａｍｍｏＴ」）の線の変形に沿った画素値の比較の例を示す図である。
【図２４】デジタル皮膚において乳房の変形のモデル化を容易にするのに画素を一致させるために使用される入れ墨に加えて、不一致の画素の位置をモデル化するために使用される入れ墨を示す例示的な図である。
【図２５】コンピュータシミュレーションによるばね荷重が加えられた三次元画素の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
後述される詳細な説明は、本発明に係る技術の種々の実施形態を説明しようとするものであり、本発明に係る技術を実行することができるすべての実施形態を示そうとするものではない。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、詳細な説明の一部を構成する。詳細な説明は、本発明に係る技術の完全な理解をもたらすための具体的詳細を含む。しかしながら、本発明に係る技術を、それらの具体的詳細を備えずに実行できることは、当業者にとって明らかであろう。いくつかの場合において、周知の構造および構成要素は、本発明に係る技術の考え方を不明瞭にすることがないよう、ブロック図の形態で示される。同様のまたは類似の構成要素には、理解を容易にするために同一の符号が付されることがあり、あるいは明細書において或る構成要素が異なる構成要素の一例でありうると示されることがある。
【００３６】
本発明に係る技術の実施形態を、例えば月経閉止前の女性の検査における誤りを克服するように設計することができ、特に偽陽性の数を減らすように設計することができる。
【００３７】
いくつかの実施形態においては、乳房の２つのマンモグラムが取得され、各々のマンモグラムは、正確に同じ乳房の位置、同じマンモグラフィユニット、および同じ電子的な設定にて、数ヵ月を空けて生成される。理想的な状況下では、２番目のマンモグラムが、新たな腫瘍または病変の出現を除き、最初のマンモグラムと同様であってよい。この理想的な状況が、図１および図２に示されている。図１が、最初の時点ｔ＝０における最初のマンモグラム（「Ｍａｍｍｏ ０」）１００を示している。図２が、後の時点ｔ＝Ｔにおける後のマンモグラム（「Ｍａｍｍｏ Ｔ」）の例を示すマンモグラフィ画像である。Ｍａｍｍｏ Ｔは、最初のマンモグラムの組織に完璧に整列した場合の同じ乳房の組織の例であり、乳房の組織および「Ｏ」の字の形状のモデル腫瘍１０２を示している。いくつかの実施形態においては、Ｍａｍｍｏ ０とＭａｍｍｏ Ｔとの間の差の絶対値が、モデル腫瘍１０２である。この差が、図３に示されている。この差が、期間０＜ｔ＜Ｔにおいて成長した病変（例えば、モデル腫瘍１０２）を明らかにしている。
【００３８】
１つの実際上の課題として、Ｍａｍｍｏ ０およびＭａｍｍｏ Ｔを取得するために乳房を正確に同じ位置に配置することが挙げられる。結果として、多くの場合に、差画像（すなわち、Ｍａｍｍｏ ０からＭａｍｍｏ Ｔを引いたもの）において病変の成長が不明瞭になる可能性がある。
【００３９】
本発明に係る技術の一態様においては、乳房の正確な再配置を可能にすることによってＭａｍｍｏＴからのＭａｍｍｏ ０の引き算を改善するために、基準マーカ（例えば、見えない入れ墨）を乳房に埋め込むことができる。人工の乳房モデルおよび生体の両方での実験を、改善された引き算の実際の実現可能性を明らかにするために実行することができる。
【００４０】
種々の引き算の技法を、本発明に係る技術と併せて実行することができる。本発明に係る技術の一態様は、経時差分の放射線写真術（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）の一形態を含むことができる。経時差分の放射線写真術は、デジタルマンモグラフィの一形態であってよく、或る放射線写真画像を後の放射線写真画像から引き算することとして定義することができる。経時差分の放射線写真術は、介在の時間間隔において生じた放射線写真の変化を検出するうえで有用となりうる。経時差分の放射線写真術は、連続する２つの放射線写真の間の時間間隔が短く、例えば数秒である場合に、より容易に達成することができる。介在の時間間隔が長くなると、患者の位置が理想的でなくなることにより、経時差分について別の様相の困難が加わる。
【００４１】
デジタル差分血管造影法（ＤＳＡ）が、経時差分の放射線写真術の一形態であってよい。ＤＳＡを、最初に患者の体の基準デジタル放射線写真（マスク）を撮影し、その直後に（患者が動かないうちに）患者の体に放射線不透過性の造影剤を注入し、患者の体のさらなる放射線写真を撮影することによって達成することができる。この手順の最中に患者が動かなければ、マスクの放射線写真に見られる体の構造を後の放射線写真画像から引き算し、きわめて詳細な結果をもたらすことができる。背景としての体の構造が引き算されるため、残りの造影剤で強調された血管が、きわめて詳細に表示される。
【００４２】
デジタル差分は、大きく離れた時点において得られる放射線写真（例えば、胸部Ｘ線写真）の感度および精度を向上させることができる。しかしながら、数ヵ月または数年をまたいでの患者の位置、体のサイズ、および形状の変化により、放射線写真の位置合わせにずれが生じ、結果として引き算の結果が良好でなくなる。１つの手法として、放射線写真画像を非線形に変形させることによって患者の骨の目印（肋骨または脊椎）を整列させるソフトウェアの使用を挙げることができる。２つの画像のそのような再整列および引き算の後に、微妙な肺結節（ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｎｏｄｕｌｅｓ）がより明白になるはずである。
【００４３】
乳がん石灰化のマンモグラフィによる検査は、実現されていない潜在的な応用である。本発明に係る技術のいくつかの実施形態は、乳がん石灰化のマンモグラフィによる検査の可能性を改善または実現するために、経時差分の放射線写真術を利用する。マンモグラフィの試験におけるいくつかの課題として、乳房の組織には、放射線写真における信頼できる体構造の目印が存在しない点が挙げられる。他の課題として、１）定期的な検査マンモグラムにおいては１年以上の時間間隔が存在すること、２）時期の異なる２つのマンモグラムを整列させるうえで役に立つ体の骨の目印が存在しないこと、および，３）乳がんに関しては微小石灰化の大きさがきわめて小さいことが挙げられる。本発明に係る技術のいくつかの実施形態は、これらの課題のうちの少なくともいくつかを克服することができる。
【００４４】
本発明に係る技術のいくつかの実施形態においては、例えば乳腺によって不明瞭にされる乳房の病変の検出の感度ならびに特異度または精度を高めるための建造物または装置ならびにこの建造物を使用する手順または方法が説明される。
【００４５】
いくつかの実施形態においては、通常の状況下では不可視であってよい１つ以上の基準マーカ（例えば、１つ以上の入れ墨）を、乳房の正確な再配置を可能にするために乳房に埋め込むことができる。この１つ以上の入れ墨は、紫外光の照明のもとで裸眼で視認可能であってよく、あるいは放射線不透過性であってよい。１つ以上の方法またはプロセスを、マンモグラフィ装置の１つ以上の配置用パドルの間に乳房を整列させて正しい向きに配置するために使用することができる。例えば、画像化ソフトウェア（例えば、非線形な変形）を、乳房の２つの放射線写真画像を整列させるために使用することができる。
【００４６】
１つ以上の方法、建造物、またはプロセスを、初期の時点における初期のマンモグラフィまたは放射線写真画像を後続または後の時点における第２のマンモグラフィまたは放射線写真画像から引き算するために使用することができる。いくつかの実施形態においては、強調ソフトウェアを、差画像の鮮明さの向上または精度の改善のために使用することができる。他の実施形態においては、例えば反復の幾何学的最適化および統計的推測を、両方の放射線写真画像に現れる対象の各部のマッチングを繰り返し改善するために使用することができる。これらのプロセスを、マンモグラムの個別の部分に対して段階的に行うことができ、あるいはマンモグラムの全体について包括的に行うことができる。本明細書に記載の技術を、トモシンセシスマンモグラフィおよび法医学的顔認識などの他の用途において実行することも可能である。
【００４７】
一般に、乳房が、パドルおよびプラットフォームと称されることもある２枚の押し板（例えば、プレート１およびプレート２）の間に配置される。いくつかの実施形態においては、１枚以上の押し板が、乳房を配置するために使用される。他の実施形態においては、患者の乳房および押し板を、同じ乳房の連続するマンモグラムの正確な引き算を可能にするように変更することができる。
【００４８】
図４、図５、および図６は、患者の乳房２００において対向する不可視の入れ墨２０２のペアの位置を示す例示的な画像である。特に、図４が、例えば頭尾方向（ＣＣ）視における入れ墨の位置の側面図の例を示し、図５が、内外斜め方向（ＭＬＯ）視における入れ墨の位置の上面図の例を示している。図６は、ＣＣ視およびＭＬＯ視における入れ墨の位置の正面図の例を示している。分かり易くする目的で、プレート１に隣接する入れ墨をプレート２に隣接する入れ墨から区別するために、異なる入れ墨の形状が使用されている。図４〜６においては、三角形の入れ墨２０２がプレート１に隣接して配置され、星形の入れ墨２０２が、プレート２に隣接して配置される。いくつかの実施形態においては、１つ以上の入れ墨を各々の眺めに提供することができる。他の実施形態においては、２つ以上の入れ墨を各々の眺めに提供することができる。本明細書に記載の技術を、入れ墨によって補助された差分の放射線写真術として説明することができる。
【００４９】
図７は、画像の取得の建造物の一態様の概略図の例を示している。特に、図７は、２枚の押し板３００の間に配置された乳房２００の向かい合った側の２つの入れ墨２０２と、マンモグラフィの撮影において２つの入れ墨２０２の位置の計算および制御を助けるための２つの着脱式のカメラ３０２（いくつかの実施形態においては、照明リング３０４と、レンズ３０６と、高解像度のイメージセンサ３０８とを備えている）とを示している。各々のカメラ３０２において、画像が電子センサアレイにおいて検出および保存される。
【００５０】
本発明に係る技術の一態様は、Ｍａｍｍｏ Ｔ（図２を参照）における２つの入れ墨の位置を割り出し、Ｍａｍｍｏ Ｔにおける入れ墨をＭａｍｍｏ０（図１を参照）における入れ墨に一致するように再整列させるやり方を提供する。再整列により、Ｍａｍｍｏ ０を再整列後のＭａｍｍｏ Ｔから引き算することによって異常な腫瘍の表示を可能にすることができる。
【００５１】
本発明に係る技術の一実施形態は、連続するマンモグラムの位置合わせを改善することによって乳房の撮影における異常の視認性を向上させる。同じ乳房の２枚の連続するマンモグラムにおける乳房の再配置を、以下の変数、すなわちプレート１とプレート２との間の距離を表すｄ、プレート１上の入れ墨の像の中心の位置を表す（ｘ１，ｙ１）、およびプレート２上の入れ墨の像の中心の位置を表す（ｘ２，ｙ２）を制御することによって実行することができる。
【００５２】
いくつかの実施形態においては、２枚の連続するマンモグラムにおける乳房の再配置のプロセスが、第１のカメラおよび第２のカメラの２つのイメージセンサアレイの原点（ｘ１，ｙ１）＝（ｘ２，ｙ２）＝（０，０）を通過するようにＸ線ビームの軸の中心を整列させるステップを含むことができる。このプロセスは、時点ｔ＝０において、患者の乳房を２枚の板の間に配置して、例えばｄの値（ｄ（０）と称される）を測定するステップをさらに含むことができる。このプロセスは、好ましくは、時点ｔ＝０において、２つの入れ墨の位置（ｘ１（０），ｙ１（０））および（ｘ２（０），ｙ２（０））を測定して保存するステップをさらに含む。ベクトル変位（ｘ２（０）−ｘ１（０），ｙ２（０）−ｙ１（０））をＱと称することができる。さらなるステップは、Ｍａｍｍｏ ０を取得して保存するステップである。このプロセスのさらなるステップにおいて、プレート１が、プレート１におけるＭａｍｍｏ ０の入れ墨が第１のカメラのセンサアレイの原点において画像化されるように動かされる。さらに、プレート２が、プレート２におけるＭａｍｍｏ ０の入れ墨が第２のカメラのセンサアレイの位置Ｑにおいて画像化できるように動かされてもよい。
【００５３】
いくつかの実施形態においては、このプロセスが、時点ｔ＝Ｔにおいて、患者の乳房を２枚の板の間に配置し、ｄ（Ｔ）＝ｄ（０）に設定し、プレート１における入れ墨の位置（すなわち、（ｘ１（Ｔ），ｙ１（Ｔ）））を測定して保存するステップをさらに含む。いくつかの実施形態においては、このプロセスのさらなるステップが、プレート２を（ｘ２（Ｔ），ｙ２（Ｔ））＝（ｘ１（Ｔ），ｙ１（Ｔ））＋Ｑとなるようにｘ，ｙドメインにおいて動かすことができ、次いでＭａｍｍｏ Ｔを取得して保存することを含む。次いで、プロセスは、いくつかの実施形態においては、プレート１におけるＭａｍｍｏ Ｔの入れ墨を第１のカメラのセンサアレイの原点において画像化できるようにプレート１を移動させることができるさらなるステップへと続く。また、プロセスは、好ましくはプレート２におけるＭａｍｍｏ Ｔの入れ墨が第２のカメラのセンサアレイの位置Ｑにおいて画像化されるようにプレート２を移動させることを含む。
【００５４】
いくつかの実施形態においては、このプロセスが、入れ墨のための撮像光学系がＭａｍｍｏ ０とＭａｍｍｏ Ｔとで不変であることを保証する。このプロセスのさらなるステップにおいて、Ｍａｍｍｏ ０およびＭａｍｍｏ Ｔにおける高周波ノイズを抑制するために、ガウシアンフィルタ（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ）を使用することができる。いくつかの実施形態においては、乳首および乳房の境界との組み合わせにおける皮下のマークを、乳房の或るマンモグラムから同じ乳房の第２のマンモグラムへの移動における乳房の全体形状の小さな変化を補正する手段として使用することができる。いくつかの実施形態においては、乳房の２つの画像の平均濃度の補正を実行することができる（例えば、補正が２つの平均濃度が同じであることを必要とすることができる）。
【００５５】
いくつかの実施形態においては、典型的な微小石灰化の濃度に等しい濃度または典型的な微小石灰化の濃度を超える濃度を含む一部またはすべての画素または小さな染みが保持され、調節後の画像が、Ｍａｍｍｏ ０ａおよびＭａｍｍｏ Ｔａと称される。別の例示的なステップにおいては、このプロセスが、│Ｍａｍｍｏ ０ａ−Ｍａｍｍｏ Ｔａ│、すなわちＭａｍｍｏ ０ａとＭａｍｍｏ Ｔａとの間の差の絶対値を計算して保存するステップを含むことができる。いくつかの実施形態においては、本発明に係る技術が、│Ｍａｍｍｏ ０ａ−Ｍａｍｍｏ Ｔａ│における異常な腫瘍の視認性を向上させる。
【００５６】
例えば後の時点における乳房の再配置が、乳房が軟組織で構成されているがゆえに、一様でないひずみを引き起こす可能性がある。ひずみは、平行移動および回転のひずみなど、Ｘ線の軸に対して垂直な平面におけるひずみを含む可能性がある。これらの種類のひずみの各々は、プレート１およびプレート２に異なる量にて現れる可能性がある。本発明に係る技術のいくつかの実施例においては、これらのひずみの種々の組み合わせを克服するために、さらなる入れ墨を使用することができる。平行移動のひずみは、上述のように、例えば画像ごとに２つ以上の入れ墨を使用することによって克服することができる。
【００５７】
本発明に係る技術の洗練において、プレート１およびプレート２をｘ，ｙ平面における平行移動および回転によって調節することができる。プレート１およびプレート２を、ｘ，ｙ，ｚ平面または他の回転平面における平行移動および回転によって調節することもできる。平行移動および回転のひずみを、例えば図８に示されているような４つの入れ墨を使用することによって抑制することができる。特に、図８は、ＣＣ（頭尾方向）像における患者の乳房２００の４つの入れ墨２０２の正面図を示す図の例である。
【００５８】
図９が、マンモグラムごとに４つの入れ墨を使用して平行移動および回転のひずみを抑制するための例示的なプロセスを示している。本発明に係る技術のいくつかの態様は、２つのＣＣ（頭尾方向）視（一方が時点ｔ＝０におけるＣＣ視であり、他方が時点ｔ＝ＴにおけるＣＣ視である）の分析を含む。いくつかの実施形態においては、図９の各々の線分が、同じプレートにおける入れ墨の像のペアをつないでおり、２つのプレートの各々が、それぞれの固有のひずみをもたらしている。２つのプレートに関するひずみを、２つの部分に分けることができ、すなわち（ｉ）プレート１に関するひずみと、（ｉｉ）プレート２に関するさらなるひずみとに分けることができる。
【００５９】
本発明に係る技術のいくつかの実施形態においては、ひずみの位置合わせを抑制することができる。そのような抑制の例が、以下のように図９に関して例示される。図９において、線分の像の一番上の行を検討する。この行の線分ｔ１０は、ｔ＝０の時点のプレート１における２つの入れ墨、すなわちπ１（０）およびσ１（０）をつないでいる。線分ｔ１１は、ｔ＝Ｔの時点のプレート１における２つの入れ墨、すなわちπ１（Ｔ）およびσ１（Ｔ）をつないでいる。図９の画像の３番目の行が、時点Ｔにおけるプレート１をπ１（０）＝π１（Ｔ）となるように平行移動させることによるプレート１における平行移動のひずみの抑制を示している。この平行移動の結果が、線分ｔ１１を線分ｔ１０およびｔ１１の上端点が一致するまで平行移動させることによって、図９の３番目の行に示されている。同様のやり方で、プレート２における平行移動の抑制の結果が、線分ｔ２１を線分ｔ２０および線分ｔ２１の上端点が一致するまで平行移動させることによって、図９に示されている。
【００６０】
図９の画像の４番目の行が、プレート１を線分ｔ１０の上端点を中心にしてベクトル［π１（Ｔ），σ１（Ｔ）］の方向がベクトル［π１（０），σ１（Ｔ）］の方向に一致するまで回転させることによるプレート１における回転のひずみの抑制を示している。この一致が、図９において、線分ｔ１１の方向の線分ｔ１０の方向との一致によって示されている。図９の画像の５番目の行が、プレート２を線分ｔ２１の上端点を中心にしてベクトルｔ２１［π２（Ｔ），σ２（Ｔ）］の方向がベクトルｔ２０［π２（０），σ２（０）］の方向に一致するまで回転させることによるプレート２における回転のひずみの抑制を示している。この一致が、図９の５番目の列において、線分ｔ２１の方向の線分ｔ２０の方向との一致によって示されている。
【００６１】
本発明に係る技術のいくつかの実施形態においては、位置合わせひずみが、位置合わせひずみの下位範疇を含む可能性がある。平行移動の下位範疇のいくつかの例は、スライドおよびロールであり、回転の下位範疇のいくつかの例は、スピンおよびツイストである。いくつかの実施形態においては、平行移動についての位置合わせひずみの２つの下位範疇および回転についての２つの下位範疇を、プレート１およびプレート２におけるひずみが等しいか否かに応じて視覚化することができる。プレート１における平行移動のひずみがプレート２における平行移動のひずみに等しい場合、このひずみは、或る画像の形成から次の画像の形成への乳房の剛体としてのスライドに相当する可能性がある。プレート１およびプレート２における平行移動のひずみが等しくない場合、これらのひずみは、剛体としてのスライドと剛的でないロールとの組み合わせに相当する可能性がある。ロールにおいては、乳房の皮膚がロールし、あるいは（例えば、農場トラクタの）２つのホイールの周囲に巻き付けられたチェーントレッド（ｃｈａｉｎ ｔｒｅａｄ）の運動と同様に、プレートの間で１つ以上の軸を中心にして移動する。
【００６２】
いくつかの実施形態においては、プレート１における回転のひずみがプレート２における回転のひずみに正確に等しい場合、このひずみは、Ｘ線ビームまたは撮像Ｘ線に対して垂直な軸を中心とする乳房の剛体としてのスピンに相当する可能性がある。いくつかの実施形態においては、スピンが、マンモグラムの撮影のための撮像装置の視線に対して垂直であってよい。スピンが、プレート１および／またはプレート２ならびに／あるいは撮像装置のｘ，ｙ，ｚ軸または他の軸に対して垂直であってもよい。プレート１およびプレート２における回転ひずみが等しくない場合、これらのひずみは、剛体としてのスピンおよび剛的でないツイストの組み合わせに相当する。ツイストにおいては、プレート１に隣接する乳房の皮膚とプレート２に隣接する乳房の皮膚とが、反対方向（例えば、時計方向および反時計方向）に回転する。
【００６３】
本発明に係る技術のいくつかの実施形態においては、図１０〜図１２に示されるとおり、同じ乳房の連続する撮像における複雑な幾何学的変形を克服するために、画像ごとに５つ以上の入れ墨を使用することができる。図１０〜図１２に示した実施形態においては、乳房が、１２個の入れ墨を備えており、すなわち上側のプレートに隣接する６つの入れ墨と、下側のプレートに隣接する６つの入れ墨とを備えている。特に、図１０が、紫外光を透す２枚のプレート３００の間で圧縮された乳房２００の例を示している。各々の入れ墨を、紫外光の照明のもとで蛍光を発するように構成することができる。いくつかの実施形態においては、上側の６つの入れ墨２０２を、３つのペアにて配置することができ、各々のペアを、乳首−胸の軸に対して垂直に向けることができる。下側の６つの入れ墨２０２を、３つのペアにて配置することができ、各々のペアを、乳首−胸の軸に対して平行に向けることができる。いくつかの実施形態においては、入れ墨の数が７つ以上または５つ以下であってもよい。例えば、入れ墨の数が、乳房の片側または両側において１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、７つ、８つ、またはそれ以上であってよい。いくつかの実施形態においては、複数の入れ墨と同じ目的を達成する特有の設計を有するただ１つの入れ墨を使用してもよい。
【００６４】
紫外光の照明および図１１に示される可撓性を有するプラスチック製の整列ツール３１０が、乳房の正確な整列を補助することができる。図１２が、どのようにして上側および下側の入れ墨２０２のアレイの重ね合わせのＸ線画像が、時間を隔てた２つのマンモグラムの引き算の準備において乳房の正確な配置の達成を助けることができるのかを示している。時間を隔てた２つのマンモグラムの引き算に先立って、ユーザ（例えば、Ｘ線技師）は、２つの押し板またはパドルを、２つのマンモグラムにおける乳腺組織が正確に重なり合うように調節することができる。本発明に係る技術のいくつかの実施形態においては、複数の入れ墨を、同じ乳房の連続する撮影における複雑な幾何学的ひずみを克服するために使用することができる。さらに、繰り返しの適応手順を、複数の入れ墨によって明らかにされる追加のひずみを抑制するために使用することができる。
【００６５】
図１３を参照すると、簡略化された入れ墨にもとづく位置合わせの建造物またはシステムの例が示されている。簡略化された入れ墨にもとづく位置合わせの建造物またはシステムのいくつかの実施形態においては、可視光カメラが省略され、位置合わせひずみが、Ｘ線撮影の助けによって補正される。簡略化された入れ墨にもとづく位置合わせの建造物またはシステムのいくつかの実施形態においては、時点ｔ＝Ｔにおける乳房２００の２つの入れ墨２０２の相対位置が、ｔ＝０におけるそれらの相対位置と同一になるように、パドルをｘ，ｙ平面において調節することができる。パドルを、ｘｙ調節可能パドル３１２と称することができる。この調節可能パドルの一例は、図１４に示されるＨｏｌｏｇｉｃ社製「コンタクトパドル（ｃｏｎｔａｃｔ ｐａｄｄｌｅ）」３１２である。
【００６６】
本発明に係る技術のいくつかの実施形態は、乳房の正確な再配置のための恒久的な参照として、乳房の不可視の入れ墨を使用する。不可視の入れ墨を、連続するマンモグラムの引き算の後の異常な腫瘍の視認性の向上を可能にするように構成することができる。入れ墨は、ここでの言及によって本明細書に援用されるＲｉｃｈａｒｄ Ｒ． Ａｎｄｅｒｓｏｎらの「Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ， ｒｅｍｏｖａｂｌｅ ｔｉｓｓｕｅ ｍａｒｋｉｎｇｓ」という名称の米国特許第６８１４７６０号（以下では、「Ｒｉｃｈａｒｄ」と略称する。）に記載の技術の改良にもとづくことができる。Ｒｉｃｈａｒｄは、水溶性の色付きインクを含むカプセルを有する微小粒子を含む「除去可能な入れ墨インク」を記載している。微小粒子を、多数の異なる無毒の色素にて作製し、恒久的な可視であるが取り除くことができる装飾的な入れ墨を生成するために真皮へと注入することができる。本発明に係る技術のいくつかの態様は、恒久的な、最小限の拡散性の、不可視の放射線不透過性、または蛍光性の入れ墨を作る微小粒子を使用する。カプセルを、特定の波長の強力な光（例えば、レーザ）が入れ墨へと向けられたときに、カプセルが破れて色素が放出され、その後に全身的に吸収されて排泄されるように設計することができる。したがって、この提案による入れ墨は、患者の求めに応じて、傷を残すことなく取り除くことが可能である。
【００６７】
本発明に係る技術のいくつかの態様の実現可能性を、種々の物理的なモデルを使用して試験または検証することができる。物理的なモデルの一例は、デジタルマンモグラフィユニット（例えば、Ｈｏｌｏｇｉｃ Ｓｅｌｅｎｉａ Ｆｕｌｌ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ Ｕｎｉｔ）と、配置用顕微鏡ステージ（例えば、Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｈｏｌｏｇｉｃ Ｓｅｌｅｎｉａ Ｃｏｎｔａｃｔ ＰａｄｄｌｅまたはＳｅｍｐｒｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｍａｎｕａｌ ｆｉｎｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｓｔａｇｅ）と、放射線学の模擬乳房（例えば、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ｒａｄｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｂｒｅａｓｔ ｐｈａｎｔｏｍ）とを備える。放射線学の模擬乳房は、人間の乳房の可撓性および柔軟性を模擬する注文して作られた模擬乳房であってよい。Ｈｏｌｏｇｉｃ Ｓｅｌｅｎｉａ Ｆｕｌｌ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ Ｕｎｉｔが、図１５に示されている。パドル３１２およびセンサプラットフォーム３１４の拡大が、図１６に示されている。いくつかの実施形態は、図１７に示されるように、細かい配置用の顕微鏡ステージ３１６を備えている。顕微鏡の一例は、Ｓｅｍｐｒｅｘ（登録商標）によって製作されている。配置用の顕微鏡ステージは、Ｘ線透過性であってよい６．５インチ×６．５インチのガラス窓を備えることができる。この顕微鏡ステージを、マンモグラフィユニットのフレームに堅固に取り付けることができる。いくつかの実施形態においては、適切な取り付け装置を、顕微鏡ユニットまたは顕微鏡ステージのために製作することができる。他の実施形態においては、顕微鏡ステージの代案を、例えばＨｏｌｏｇｉｃ Ｓｅｌｅｎｉａ Ｆｕｌｌ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ Ｕｎｉｔなどのマンモグラフィユニットにおいて使用するためにＨｏｌｏｇｉｃ（商標）によって製造されている接触パドルを改良することによって製作することができる。そのようなパドル３１２の例が、図１４に示されている。パドルを、水平面において０．１ｍｍ単位で調節可能となるように改良することができる。
【００６８】
以下の実験を、模擬乳房において、図８の４つの入れ墨の配置を使用して、本発明に係る技術の実施形態の有効性を、模擬乳房との組み合わせにおいて実証するために、実行することができる。４つの入れ墨を、例えばＴＡＴ１、ＴＡＴ２、ＴＡＴ３、およびＴＡＴ４という名称によって特定することができる。ｔ＝０において、模擬乳房のＸ線画像を生成することができる。Ｘ線画像において、すべての入れ墨のベクトル位置を、図７に関する上述の説明および検出の増強についての以下の説明のように測定することができる。Ｘ線画像において、各々の入れ墨にそれらの名称を標記することができる。次いで、入れ墨入りの模擬乳房を取り除き、手作業にてパドルにおいてｔ＝０における位置の近くに配置することができる。ｔ＝Ｔにおいて、模擬乳房の第２のＸ線画像を生成することができる。先の画像と同様に、各々の入れ墨にそれらの名称を標記することができる。
【００６９】
ｔ＝０およびｔ＝Ｔにおける名称の標記入りのＸ線画像を、それぞれ画像Ｍ０および画像ＭＴと称することができる。画像Ｍ０および画像ＭＴを比較し、プレート１を、第３の画像ＭＴ’をその画像ＭＴ’における標記入りの入れ墨が画像Ｍ０における標記入りの入れ墨に一致にするように生成すべく調節することができる。連続する画像における微小石灰化も一致させることができる。入れ墨および微小石灰化を、クリティカルポイントと称することができる。図９に示した機械的な方法が、このプロセスのためのガイドとして機能することができるが、手作業による識別によってこのプロセスを補うこともできる。画像Ｍ０および画像ＭＴにおける非クリティカルポイントの一致を、一種の機械学習である繰り返しの幾何学的最適化によって実行することができる。繰り返しの幾何学的最適化の技術についてのさらなる情報は、ここでの言及によって本明細書に援用されるＲｉｃｈａｒｄ Ｏ．ＤｕｄａらのＰａｔｔｅｒｎ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，２００１，Ｓｅｃｔｉｏｎ １０．８，ｐｐ．５４８−５５０ならびにＫｅｎｉｃｈｉ ＫａｎａｔａｎｉおよびＹａｓｕｙｕｋｉ Ｓｕｇａｙａの「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｆｉｔｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ」、Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ＆Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ５２，Ｉｓｓｕｅ ２，Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００７，ｐｐ．１２０８−１２２２を参照されたい。
【００７０】
以下、模擬乳房または生体の乳房の連続する放射線写真画像（すなわち、マンモグラム）の位置合わせのための例示的な繰り返しの幾何学的最適化を説明する。乳房または模擬乳房に、点状の入れ墨によってしるしを付けることができ、連続する画像に、複雑な非線形変形を加えることができる。乳房または模擬乳房を、一様な間隔の画素の層（すなわち、デジタル「皮膚」）によって覆われた膨張および収縮可能なバルーンとしてモデル化することができる。乳房が２つの平行なパドルによって圧縮されるとき、各々のパドルに接触したデジタル皮膚の画素が、矩形のアレイを形成する。
【００７１】
いくつかの実施形態においては、このアレイにおいて鉛直方向または水平方向に隣接する画素の各ペアが、１００μｍ（０．１ｍｍ）だけ離れており、この間隔は、乳房の撮影において大部分の微小石灰化を解像するために充分に小さい。水平方向または鉛直方向に間隔を空けて位置する画素の各ペアを、図２１に示されるように非線形なばね４００によって結び付けることができる。これらのばねは、時点０から時点Ｔへのパドルの間の乳房または模擬乳房の位置の変化によって引き起こされるデジタル皮膚の弾性変形を模擬することができる。各々のばねの特徴を、単調な非線形関数ｆ（ｘ）によって表すことができ、ここでｘは、張力（引っ張り）または圧縮（押し）を指し、ｆ（ｘ）は、ばねの延びまたは縮みを指す。関数ｆ（ｘ）は、原点に関して対称であっても、対称でなくてもよい。図２２が、ｆ（ｘ）の例を示している。このアレイにおける各々の囲みが、その画素位置におけるマンモグラムの輝度の指標を保存する。一部の画素は、区別して認識することができる点状の入れ墨によってしるしが付けられる。
【００７２】
２つの連続するマンモグラムが生成される場合、２つのマンモグラムの引き算を、対応する画素の輝度を引き算することによって実行することができる。対応する画素を、一連の変形によって対応する入れ墨同士を一致させることによって発見することができる。例えば、第１の変形において、２つのパドルの機械的な平行移動および回転を、図９に関する説明において示したように、時点Ｔにおいて実行することができる。例えば、第２の変形において、概念上のバルーンのソフトウェアによる膨張または収縮が、時点０から時点Ｔへの生じうる乳房のサイズの増加または減少を補償することができる。例えば、第３の変形において、デジタル皮膚のソフトウェアによる変形が、入れ墨の間の残りの不一致を補償することができる。この変形または工程の結果が、すべての入れ墨の一致を達成できるが、入れ墨の間の画素の或る程度の不一致が残る可能性もある。
【００７３】
図２３が、時点０における２つの入れ墨２０２の間の直線および第３の変形の完了後の時点Ｔにおける変形後の弧（破線の曲線）について生じうる不一致を示している。例えば、第４の変形において、デジタル皮膚のソフトウェアによる変形が、入れ墨の間の画素の不一致を最小化することができる。この変形プロセスは、図２１に示されるデジタル皮膚モデルによって案内される非線形な変形であってよい。いくつかの実施形態においては、繰り返しの幾何学的最適化が、入れ墨以外の画素の不一致を最小化するために使用される。
【００７４】
繰り返しの幾何学的最適化のいくつかの実施形態においては、デジタル皮膚によって生成される弾性変形を表すパラメータｗのベクトルを生成することができる。パラメータｗの各々の値が、デジタル皮膚のばねによってもたらされる非線形な変形を表すことができる。パラメータｗの例は、ベクトル［ｗ０  ｗ１  ｗ２  ｗ３  ｗ４  ｗ５］であってよく、ここでｗｉは、ばねの力−変位の関係を表す多項式のパラメータである。したがって、関数ｆ（ｘ）は、
ｆ（ｘ）＝ｗ０＋ｗ１＋ｗ２＋ｗ３＋ｗ４＋ｗ５
を含むことができる。
【００７５】
いくつかの実施形態においては、画像ＭＴにおける画素値の画像Ｍ０における対応する画素からのずれを、パラメータｗの各々の値について推定することができる。図２３を参照すると、画像Ｍ０における入れ墨Ａ（２０２）から入れ墨Ｂ（２０２）までの実線の直線に沿った画素値および第３の変形の完了後の画像ＭＴにおけるこの線の変形に沿った画素値の比較が示されている。
【００７６】
いくつかの実施形態においては、ｄ１が、２組の画素値の間の積分された差を指す。いくつかの実施形態においては、パラメータｗを、画像ＭＴにおいて入れ墨Ａを入れ墨Ｂへと接続する別の弧を生むように変更することができる。いくつかの実施形態においては、統計的推測の考え方に従い、パラメータｗにおける統計的変動を、パラメータｗの最適値の探索の品質を改善するために導入することができる。各々のパラメータｗの候補が、２つの入れ墨を接続する候補の弧を生成することができる。図２３の破線の曲線が、そのような弧の例である。画像Ｍ０における真っ直ぐな直線上の画素と画像ＭＴにおける破線の曲線に沿った画素との間の差を計算し、ｄ２と称することができる。このやり方を続けることで、画像Ｍ０および画像ＭＴにおける入れ墨の一致を維持しながら入れ墨の間の皮膚の最良の変形を達成するための谷の深さｄｉ（または、破線の曲線の直線からのずれ）を生じるパラメータｗの空間における谷を得ることができる。最小の深さｄＬにおけるパラメータｗの値を、ｗＬと称することができ、ｗＬによって達成される時点Ｔにおける幾何学的最適化後の画像を、ＭＬＴと称することができる。画像ＭＬＴを画像Ｍ０から引き算することによって、画像ＤＬ（０，Ｔ）を生成することができる。いくつかの実施形態においては、画像ＭＴが時点０の後で形成された微小石灰化などの小さな腫瘍を含む場合、画像ＤＬ（０，Ｔ）が、それらの腫瘍を明らかにし、乳腺組織を隠すことができる。
【００７７】
デジタル皮膚における乳房の変形のモデル化を容易にするために、画素の一致に使用される入れ墨に加えて、不一致の画素の位置のモデル化のための入れ墨を使用することができる。この考え方の例が、図２４に示されており、正方形が一致のための入れ墨２０４を指し、円がモデル化のための入れ墨２０６を指している。上述の技術は、より高い感度および特異度を有するマンモグラフィ検査を実行することができる。
【００７８】
図２５を参照すると、例示的なばね荷重４００を有する三次元（３Ｄ）画素が示されている。基準マーカ（例えば、不可視の入れ墨）が、３Ｄマンモグラフィおよび３Ｄ肺放射線撮影の医療上の有用性を向上させることができる。３Ｄマンモグラフィのいくつかの例を、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）およびトモシンセシスによって提供または生成することができる。本明細書に記載の技術（例えば、入れ墨によって補助された差分放射線写真術）をＣＴマンモグラフィおよびＣＴ肺放射線撮影に適用することで、例えば乳がんおよび肺がんの検査の感度および特異度が向上する。入れ墨によって補助された差分放射線写真術の３Ｄ応用のいくつかの実施形態においては、入れ墨が３Ｄ対象領域を囲むように乳房または胸部の皮膚に埋め込まれる。マンモグラフィにおけるＣＴの使用は、乳房を圧縮するためのパドルが不要になるという利点を有する。いくつかの実施形態においては、時間を隔てた２つの放射線写真の位置合わせおよび引き算のプロセスが、２つの放射線写真の各々を図２５に示したようなばね荷重を有する３Ｄ画素の３Ｄネットワーク上に保存するステップを含むことができる。さらにプロセスは、対応する入れ墨が一致するように２つの放射線写真を重ね合わせるステップを含む。さらにプロセスは、各々の入れ墨から出発して近傍の画素を一致させ、一致させた画素の引き算後の中身の合計の差を最小にするステップを含む。この技術は、本明細書に記載の繰り返しの最適化と同様の幾何学的な繰り返しの最適化を必要とするかもしれない。
【００７９】
いくつかの実施形態においては、或る程度の残余のひずみを、対向する入れ墨の再整列の後に残してもよい。これらの残余のひずみを、オフラインでの事後処理によって抑えることができる。そのような残余のひずみの例として、層状シフトおよび層状スピンが挙げられる。２枚の押し板に平行な薄い平面的な層で構成され、各々の層に含まれる石灰化が１つ以下である乳房を考える。時点ｔ＝Ｔにおける乳房の対向する入れ墨を時点ｔ＝０における相対位置と同じ相対位置へと再整列させた後で、時点ｔ＝Ｔにおける平面的な層の位置は、ｔ＝０におけるそれらの位置から移動しており、残余のひずみをもたらしている可能性がある。
【００８０】
図１８を参照すると、対向する入れ墨２０２をＸ線ビームに沿って鉛直方向に整列させた状態の圧縮された乳房組織２００の人工球状モデルの例が示されている。４つの微小石灰化２０８が、鉛直方向に整列して示されている。図１９を参照すると、同じ圧縮された乳房２００の正面図が示されているが、２つの微小石灰化２０８を含む平面的な層が右側へずれ、結果として微小石灰化のうちの２つが右側へずれている。この図における２つの鉛直方向の乳房の境界の結果としてのひずみに注目すべきである。ずれた後の微小石灰化は、層状シフト残余のひずみの例である。
【００８１】
いくつかの実施形態においては、層状スピン残余のひずみを、図１８（入れ墨２０２が整列した状態にあり、残余のひずみが存在していない圧縮された乳房２００の図である）に示した実施形態に戻ることによって説明することができる。２つの中間の微小石灰化２０８のうちの１つをそれぞれ含む２つの平面的な層を、上側および下側の微小石灰化の間に定めることができる。これらの平面的な層は、「中間」と称される。これらの中間層を、対向する２つの入れ墨の中心を通過する軸を中心にして数度だけ回転させることができる。得られる正面図（図２０に示されている）は、２つの中間の微小石灰化２０８のひずんだ位置および乳房２００の中間の径の縮小を明らかにしている。
【００８２】
以上の説明は、当業者が本明細書に記載の種々の実施形態を実行することができるように提示されている。本発明に係る技術を種々の図および実施形態に関して詳しく説明したが、これらがあくまでも説明を目的とするものにすぎず、これらを本発明に係る技術の範囲を限定するものとして理解してはならないことを、理解すべきである。
【００８３】
本発明に係る技術を実施するために、多数の他のやり方が存在できる。本明細書に記載の種々の機能および構成要素を、本発明に係る技術の範囲から外れることなく、これまでに示した分け方とは異なるやり方で切り分けることができる。これらの実施形態のさまざまな変更が、当業者にとって容易に明らかであり、本明細書に定められる全体的な原理を、他の実施形態に適用することが可能である。したがって、本発明に係る技術について、多数の変更および改良を、当業者であれば本発明に係る技術の範囲から外れることなく行うことが可能である。
【００８４】
「態様」などの語句は、そのような態様が本発明に係る技術に不可欠であることや、そのような態様が本発明に係る技術のすべての実施形態に当てはまることを意味しない。或る態様に関する開示は、すべての実施形態に当てはまることも、１つ以上の実施形態に当てはまることもある。或る態様は、１つ以上の例をもたらすことができる。「態様」などの語句は、１つ以上の態様を指すことができ、その逆も然りである。「実施形態」などの語句は、そのような構成が本発明に係る技術に不可欠であることや、そのような構成が本発明に係る技術のすべての実施形態に当てはまることを意味しない。或る構成に関する開示が、すべての実施形態に当てはまることも、１つ以上の実施形態に当てはまることもある。或る構成は、１つ以上の例をもたらすことができる。「構成」などの語句は、１つ以上の実施形態を指すことができ、その逆も然りである。
【００８５】
「例示的」という用語は、本明細書において「例または例示として役に立つ」ことを意味して使用される。本明細書において「例示的」と称されるあらゆる態様または設計は、必ずしも他の態様または設計よりも好ましく、あるいは好都合であるという意味ではない。
【００８６】
或る構成要素への単数形での言及は、特に述べられない限りは「ただ１つ」を意味するのではなく、むしろ「１つ以上」を意味する。用語「いくつか」は、１つ以上を指す。本明細書の各所において説明した種々の実施形態の構成要素の構造的および機能的な均等物であって、当業者にとって公知であり、あるいは後に公知になるすべての均等物は、ここでの言及によって本明細書に明示的に組み込まれ、本発明に係る技術に包含される。さらに、本明細書におけるいかなる開示も、そのような開示が特許請求の範囲に明記されるか否かにかかわらず、公衆への明け渡しを意味するものではない。さらに、本明細書または特許請求の範囲において使用される限りにおいて、用語「・・・を含む」、「・・・を有する」などは、特許請求の範囲においてつなぎの語句として使用されるときの用語「・・・からなる」と同様のやり方で、非排他的な意味で使用されている。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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