用于改進斷層合成醫(yī)學圖像數據讀取中的工作流效率的系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本申請一般涉及用于生物醫(yī)學應用的圖象處理。更具體地，本申請涉及改進醫(yī)學圖像數據讀取中的工作流效率。
【背景技術】
[0002]在醫(yī)學成像和放射學的領域中，可采用多種技術來生成人體解剖區(qū)域的圖像。例如，在乳房放射拍攝技術(mammography)中，常常使用x_射線以兩個固定角度對乳房進行成像。醫(yī)生可檢查解剖區(qū)域的二維(2D)或平面X-射線圖像來發(fā)現和診斷疾病疑似癥狀，例如乳腺癌。
[0003]現在，許多醫(yī)學成像方法采用生成人體的三維(3D)或容積圖像的系統(tǒng)和技術。例如，斷層成像技術已經得到了顯著的關注。一個這樣的例子是數字化乳房斷層合成(DBT)，這是一種相對較新的成像方法，在其系統(tǒng)中通過移動源并將乳房以多個角度暴露至輻射中來成像乳房，從而得到不同角度的高分辨率平面圖像(即，“直接投影”)。例如，DBT系統(tǒng)可得到10個直接投影圖像，其中源以使成像角度變化40度的總角度的方式移動。
[0004]醫(yī)生用3D醫(yī)學圖像比可用2D醫(yī)學圖像更能以更詳細的方式想象出重要結構。但是，由3D醫(yī)學成像方法產生的大量圖像數據提出了一個難題。例如，在乳房放射拍攝技術中，醫(yī)生可檢查兩種乳房圖像:頭-尾(CC)圖像和中間斜位(MLO)圖像。在DBT中，醫(yī)生可檢查能包括初始投影圖像和重構圖像在內的約50至70個圖像。
[0005]標題為BREAST TOMOSYNTHESIS WITH DISPLAY OF HIGHLIGHTED SUSPECTEDCALCIFICAT1NS 的美國專利 N0.7，630, 533 ;標題為 SYNCHRONIZED VIEWING OFTOMOSYNTHESIS AND/OR MAMMOGRAMS 的美國專利 N0.8，044，972 ;標題為 CAD-BASEDNAVIGAT1N OF VIEWS OF MEDICAL IMAGE DATA STACKS OR VOLUMES 的美國專利N0.8, 051, 386 ;以及標題為MATCHING GEOMETRY GENERAT1N AND DISPLAY OF MAMMOGRAMSAND TOMOSYNTHESIS IMAGES的美國專利N0.8，155，421中公開了一些用于改進診斷評估速度的技術，這些專利的教導作為可用的背景信息并通過引用的方式并入本文。然而，期望解決方案，在不犧牲由3D醫(yī)學成像技術所提供的細節(jié)的情況下進一步改進診斷速度。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明提供了用于在避免犧牲圖像中期望的細節(jié)的情況下改進讀取斷層合成醫(yī)學圖像數據的工作流效率的系統(tǒng)和方法，克服了現有技術的缺點。所述系統(tǒng)和方法總體增強了通過在將圖像投影成二維(2D)格式前基于三維(3D)數據對所述圖像執(zhí)行增強處理，從而總體地增強對例如腫塊的感興趣的區(qū)域和/或目標(ROI)的鑒定。這使得檢查者(例如，診斷師，如醫(yī)生和/或放射科醫(yī)生)更能鑒定一個或多個感興趣的區(qū)域/目標，因為其邊界在全視野內更明確。
[0007]在一個說明性的實施例中，所述系統(tǒng)和方法使用獲取處理來從解剖區(qū)域的三維(3D)醫(yī)學圖像獲取一個或多個二維(2D)的感興趣區(qū)域(ROI)。該醫(yī)學圖像得自用適當的醫(yī)學成像裝置以及相關的數據處理和存儲裝置對患者實施的掃描方法。第一投影處理界定所述解剖區(qū)域的第一 2D投影圖像。然后，第二投影處理使用來自所述第一 2D投影圖像的圖像信息和一個或多個2D ROI生成所述解剖區(qū)域的第二 2D投影圖像。然后將所述第二 2D投影圖像輸出，使用適當的存儲系統(tǒng)和/或顯示裝置進行儲存和/或顯示。可在融合處理中將所述第二投影處理被構建和布置成將所述一個或多個2D R1與來自所述第一 2D投影圖像的圖像信息融合，并且其可包括形成至少一個ROI響應圖像的ROI檢測器。所述融合處理可進一步被構建和布置成從至少一個ROI響應圖像提取所述一個或更多個ROI的2D二進制掩模，和/或使所述2D 二進制掩模與所述第一 2D投影圖像融合以生成所述第二 2D投影圖像。此外，可提供基于第二 2D投影圖像的選擇部分的三維響應圖像以協(xié)助診斷師鑒定例如腫塊等感興趣的區(qū)域或目標。該3D響應圖像表征圖像中的多個點或區(qū)域所表現出感興趣特征的程度。
【附圖說明】
[0008]本文公開的多個發(fā)明實施例及其進一步的目的和優(yōu)點可以通過引用以下描述并結合下述附圖可最佳地都從它的組織和操作方式來理解，其中:
[0009]圖1是根據一個說明性實施例的醫(yī)學成像系統(tǒng)的框圖；
[0010]圖2是可由圖1的醫(yī)學成像系統(tǒng)執(zhí)行的說明性的圖像處理方法的流程圖；
[0011]圖3是用于使用感興趣區(qū)域(ROI)增強的二維圖像來改進檢查者/診斷師(醫(yī)生、放射科醫(yī)生等)讀取醫(yī)學圖像數據組的效率的說明性處理的流程圖；
[0012]圖4是未根據該說明性實施例進行處理的包含感興趣目標的示例性2D投影的顯示圖像；以及
[0013]圖5是在根據該說明性實施例進行增強處理后包含圖4的感興趣目標的示例性2D投影的顯示圖像。
【具體實施方式】
[0014]圖1是根據一個說明性實施例的醫(yī)學成像系統(tǒng)100的框圖。該系統(tǒng)包括:三維醫(yī)學圖像源110、二維醫(yī)學圖像源116，以及產生新的感興趣區(qū)域(ROI)增強的二維圖像140的圖像處理單元120，所述二維圖像140可作為診斷師用于檢測和診斷疾病而讀取的原始圖像。系統(tǒng)100還包括用于輸出多種醫(yī)學圖像數據的圖形用戶界面(GUI)和/或顯示器142。應注意，在多種實施例中可向系統(tǒng)100提供寬范圍的功能組件，包括多種聯(lián)網的數據處理和存儲裝置、附加顯示器、印刷裝置、用于便攜計算裝置的界面等。
[0015]根據一個實施例，三維醫(yī)學圖像源110是數字斷層合成成像系統(tǒng)，例如由康涅狄格州費爾?？怂故械腉eneral Electric公司(GE);馬薩諸塞州貝德福德的Hologic公司(Hologic)或德國慕尼黑的Siemens AG公司(Siemens)提供。數字斷層合成成像系統(tǒng)通過移動源以及以不同角度(例如，以4度增量)獲取多個投影圖像(例如，10至25個直接投影)來對解剖區(qū)域成像。
[0016]如圖1所示，三維醫(yī)學圖像源110提供了解剖區(qū)域114的三維圖像112。根據一個實施例，在源110獲取投影圖像后，將投影圖像輸入至重構處理單元，該重構處理單元使用常規(guī)技術和方法來構建所示解剖區(qū)域的圖像體積。以一個例子的方式，可在40至60個圖像薄片中構建所述圖像體積，每個薄片都具有100微米每像素的空間分辨率、I亳米(mm)的厚度和2500行像素乘1500列像素的尺寸。
[0017]根據一個實施例，所述二維醫(yī)學圖像源116提供了解剖區(qū)域114的二維圖像118。以一個例子的方式，源116可包括常規(guī)設計的計算機存儲器，該計算機存儲器從磁盤或其他數據存儲裝置讀取圖像118。在這樣的實施例中，可限定所描述的源包括相關的存儲硬件。以另一例子的方式，源116可限定為包括能夠以全視野數字化乳房攝影術成像模式運行并獲取內-外斜位(MLO)或頭-尾(CC) 二維圖像的斷層合成圖像獲取單元。以另一例子的方式，源116可被限定為包括計算機圖像處理軟件，該計算機圖像處理軟件能夠以合成的方式從解剖區(qū)域114的現有圖像數據產生二維圖像。
[0018]注意，本文所用術語“處理”和/或“處理器”應當廣泛定義成包括多種基于功能和組件的電子硬件和/或軟件。此外，所描述的處理或處理器可與另一些處理和/或處理器組合，或者可分成多個子處理或子處理器。根據本文的實施例，可多樣地組合這樣的子處理和/或子處理器。類似地，明顯考慮到，本文中的任何功能、處理和/或處理器都可使用電子硬件、由程序指令的非瞬時計算機可讀介質組成的軟件或硬件和軟件的組合來實施。
[0019]圖象處理單元120還包括三維ROI檢測器124、二維ROI提取器128和圖像融合單元 132。
[0020]三維ROI檢測器124表征圖像中的多個點或區(qū)域表現出特別感興趣特征的區(qū)域。例如，乳房中可令人感興趣的特征包括點狀區(qū)或毛刺征區(qū)，這二者都可指示惡性。因此，根據一個實施例，檢測器124可包括鈣化檢測器、點檢測器、毛刺征檢測器或其組合。如圖1所示，三維ROI檢測器124產生ROI響應圖像126，該ROI響應圖像126包含三維圖像112中的每個圖像片的特征化信息。
[0021]二維ROI提取器128從三維圖像112的包含表現出感興趣特征的感興趣的點或區(qū)域的部分提取二維信息。根據一個實施例，提取器128提取每個ROI的2D 二進制掩模130，在本文中也稱為碎片130。
[0022]根據一個實施例，圖像融合單元132包括將由提取器128提取的二維信息與由116