專利名稱：用于指示醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)中可能經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助檢測系統(tǒng)和方法，并且具體但不排外地涉及用 于抑制和指示解剖區(qū)域中經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征的裝置和方法，所述 感興趣特征具有包含經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性。
背景技術(shù)：
諸如肺結(jié)節(jié)的感興趣解剖特征的檢測和診斷是放射學(xué)實(shí)踐中的標(biāo)準(zhǔn)程 序。當(dāng)前計(jì)算機(jī)相關(guān)的系統(tǒng)的速度和精密化支持更快的和更精密的醫(yī)學(xué)成 像系統(tǒng)的發(fā)展。隨之而來的用于處理和后處理的所生成數(shù)據(jù)的量的增加已 經(jīng)導(dǎo)致產(chǎn)生大量應(yīng)用程序以自動分析醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)。因此，已經(jīng)發(fā)展出各 種數(shù)據(jù)處理軟件和系統(tǒng)以便輔助醫(yī)師、臨床醫(yī)生和放射學(xué)家等評估醫(yī)學(xué)圖 像以識別和/或診斷并評價(jià)醫(yī)學(xué)圖像。例如，已經(jīng)發(fā)展出計(jì)算機(jī)輔助檢測
(CAD)系統(tǒng)來自動識別諸如病灶或肺結(jié)節(jié)的"可疑"區(qū)域，其可能是肺 癌的指示或者可能是其他類型癌癥的轉(zhuǎn)移。
自動檢測(識別和描繪)在形態(tài)上感興趣的區(qū)域(例如病灶、結(jié)節(jié)、 f5化)和可能與臨床相關(guān)的其他結(jié)構(gòu)上可檢測的區(qū)域的CAD系統(tǒng)是已知的。 該CAD軟件自動地標(biāo)記或突出顯示由例如計(jì)算機(jī)斷層攝影、磁共振、超聲 或X射線掃描器提供的醫(yī)學(xué)圖像中的醫(yī)學(xué)異常。例如，在分析肺部圖像以 尋找可能的癌性結(jié)節(jié)時(shí)，CAD系統(tǒng)將標(biāo)記所檢測的結(jié)節(jié)。
然而，由于心臟運(yùn)動產(chǎn)生的圖像偽影，經(jīng)常在靠近跳動的心臟附近出 現(xiàn)假陽性標(biāo)記。心臟跳動造成圖像切片的錯誤位移，這進(jìn)而導(dǎo)致例如脈管 結(jié)構(gòu)、氣道和其他解剖特征的明顯不連續(xù)性，這可能在計(jì)算機(jī)輔助檢測過 程中被CAD軟件錯誤解釋并因此導(dǎo)致假陽性標(biāo)記。
也可能由于由呼吸運(yùn)動導(dǎo)致的偽影、光子或能量匱乏區(qū)域或者由諸如 金屬假體、手術(shù)夾或牙齒填補(bǔ)物的高密度物體導(dǎo)致的條紋偽影而出現(xiàn)假陽 性標(biāo)記。這可能使得放射學(xué)家、醫(yī)師或臨床醫(yī)生更難以對所檢測的感興趣特征進(jìn)行分類和解釋。這將導(dǎo)致評估CAD結(jié)果所需的時(shí)間段增加并導(dǎo)致醫(yī) 師由于降低的集中性而產(chǎn)生評估誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例試圖克服現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個上述缺點(diǎn)。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于處理 表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，所述至少一個第一區(qū)域包
括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括
-第一計(jì)算機(jī)代碼，其可被執(zhí)行以檢測表示包含在相應(yīng)的所述第一區(qū)域 內(nèi)的至少一個第二區(qū)域的第一數(shù)據(jù)，其中所述第二區(qū)域中的至少一個所述 感興趣特征具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性；以及
-第二計(jì)算機(jī)代碼，其可被執(zhí)行以提供用于使至少一個所述第一區(qū)域能 夠顯示在顯示設(shè)備上的第二數(shù)據(jù)，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有 表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至 少一個所述第二區(qū)域顯示在顯示裝置上。
通過從包含所有經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征的圖像數(shù)據(jù)中區(qū)分出具有 表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性的區(qū)域，這提供了以下優(yōu)點(diǎn)簡 化并因此加速了放射學(xué)家評價(jià)包括經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征的醫(yī)學(xué)圖像 數(shù)據(jù)的過程。例如，在肺部的醫(yī)學(xué)圖像的情況下，最可能由于心臟運(yùn)動偽 影而在心臟附近出現(xiàn)假陽性標(biāo)記。為了簡化放射學(xué)家的評價(jià)過程，自動檢 測這些區(qū)域并由例如對放射學(xué)家的視覺線索進(jìn)行指示，從而提高了他或她 的以下意識在那些區(qū)域中計(jì)算機(jī)輔助檢測可能具有有限的靈敏度，因此 需要極其細(xì)心的視覺觀察。
所述第一計(jì)算機(jī)代碼可被執(zhí)行以基于所述第二區(qū)域的運(yùn)動、條紋偽影 和/或光子匱乏檢測表示至少一個所述第二區(qū)域的數(shù)據(jù)。
這提供了以下優(yōu)點(diǎn)在醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)識別很可能有經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽 性標(biāo)記的生理區(qū)域。
所述第二計(jì)算機(jī)代碼可以適于使得借助于第一組圖形標(biāo)記(諸如不同 顏色的邊界線)來顯示所述第二區(qū)域。
這提供以下優(yōu)點(diǎn)放射學(xué)家可以更容易地識別帶有表示假陽性標(biāo)記的顯著可能性的區(qū)域，從而節(jié)省用于評價(jià)醫(yī)學(xué)圖像的時(shí)間并因此提高放射學(xué) 家評估的質(zhì)量
所述第二計(jì)算機(jī)代碼還可以適于使得借助于第二組圖形標(biāo)記(諸如環(huán)
繞所述感興趣特征的不同顏色的邊界線)來顯示至少一個所述第二區(qū)域中 的至少一些所述感興趣特征。所述第二計(jì)算機(jī)代碼可以適于使得至少一個
所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征的顯示被抑制。
這提供以下優(yōu)點(diǎn)能夠更容易地區(qū)分在所述第一區(qū)域內(nèi)檢測到的感興
趣特征與在所述第二區(qū)域內(nèi)檢測到的感興趣特征。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲有如
上面定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理裝置，其用于處理
表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，所述至少一個第一區(qū)域包
括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征，所述裝置包括適于處理如上面定
義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的至少一個處理器。
這提供以下優(yōu)點(diǎn)提供包括經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)
據(jù)，根據(jù)感興趣特征是否是在具有假陽性標(biāo)記的顯著可能性的區(qū)域中檢測
的而由不同的圖形標(biāo)記來指示這些感興趣特征，因此，提高了放射學(xué)家的
醫(yī)學(xué)圖像評估的效果和質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種醫(yī)學(xué)成像裝置，其包括 -至少一個成像設(shè)備，其用于形成表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學(xué)
圖像數(shù)據(jù)，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特
征；
-如上面定義的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理裝置；以及
-至少一個顯示設(shè)備，其用于顯示至少一個所述第一區(qū)域和至少一個所 述第二區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種處理表示患者的至少一個第一區(qū) 域的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的方法，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī) 檢測的感興趣特征，所述方法包括
-提供第一數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)表示包含在相應(yīng)的所述第一區(qū)域內(nèi)的至 少一個第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性；和
-提供第二數(shù)據(jù)，所述第二數(shù)據(jù)用于使至少一個所述第一區(qū)域能夠顯示 在顯示設(shè)備上，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測 的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至少一個所述第二區(qū) 域顯示在顯示裝置上。


現(xiàn)在將僅通過示例的方式而不是限制性地參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)
選實(shí)施例，在附圖中
圖l是體現(xiàn)本發(fā)明的一種醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)處理裝置的部件的圖示；
圖2是體現(xiàn)本發(fā)明的一種處理醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)處理裝置具有計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)成^L裝 置1、圍繞圓形框架4布置成相對的一對的X射線源2和探測器3。處理器 5適于至少執(zhí)行第一計(jì)算機(jī)代碼6a和第二計(jì)算機(jī)代碼6b以產(chǎn)生顯示在顯示 設(shè)備(未示出)上的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)7a、 7b和7c，以便輔助醫(yī)師或放射學(xué)家 對感興趣特征進(jìn)行識別和/或分類。
患者8被支撐在平臺9上，該平臺可以在控制單元(未示出)的控制 下借助于電機(jī)(未示出)相對于框架4沿平臺9的縱向軸線移動。由探測 器3探測到的數(shù)據(jù)被輸出到處理器5。處理器5利用第一計(jì)算機(jī)代碼6a和 第二計(jì)算機(jī)代碼6b來處理所接收的數(shù)據(jù)以提供成像數(shù)據(jù)輸出7a、 7b或7c。 圖像數(shù)據(jù)輸出7a、 7b或7c由顯示單元(未示出)顯示以便輔助醫(yī)師。
第一計(jì)算機(jī)代碼6a可以包括能夠識別具有強(qiáng)心臟運(yùn)動的圖像區(qū)域的圖 像處理算法。這些區(qū)域可以如以下示例中所示地進(jìn)行識別
在肺部分割并設(shè)定例如"400 HU的閾值之后，對圖像進(jìn)行切片方式的 2D距離變換(對每個前景體素分配其到最近的背景體素的歐幾里得距離的 變換)。對于位于位置(x， y， z)處的每個體素，其具有距離值D(x， y， z) < 25 mm 的距離值，距離映射值D在z方向(即穿過切片的方向)上的二階導(dǎo)數(shù)L(x, y， z)被計(jì)算為L(x， y， z) = 2*D(x， y， z) - D(x， y， z-l) - D(x， y, z+l)。這一值指示不連續(xù)的切片間位移的量。
為實(shí)現(xiàn)對噪聲和亂真的切片間位移不連續(xù)性L(x， y， z)的穩(wěn)健性，圍繞 每個體素考慮范圍為k-土10的切片。在這一范圍內(nèi)，按照量值對所出現(xiàn)的 位移不連續(xù)性值進(jìn)行排序，并且取第三最大值為這一體素的穩(wěn)健位移不連 續(xù)性值L'。如果這一值L'大于7 mm，則將該體素視為受心臟運(yùn)動偽影影響 的圖像區(qū)域的一部分。這一體素的受影響區(qū)域被假定為L'乘以范圍影響因 子f-5，其中上限值為75mm。然后抑制在半徑為R = f xL，的這一影響區(qū)
域內(nèi)的每個結(jié)節(jié)候選。
參考圖2，處理器5在步驟S10獲得表示患者8的感興趣區(qū)域的數(shù)據(jù)并 且在步驟S20檢測感興趣區(qū)域內(nèi)的肺結(jié)節(jié)。在步驟S30，利用第一計(jì)算機(jī)代 碼6a檢測存在表示假陽性的顯著可能性的區(qū)域。例如，假陽性的顯著可能 性可能由諸如呼吸或心臟運(yùn)動的生理運(yùn)動引起，由諸如金屬假體、手術(shù)夾 或牙齒填補(bǔ)物的高密度物體產(chǎn)生的己有的條紋偽影引起，或者由光子或能 量匱乏區(qū)域引起。
在步驟S40，由處理器5使用第二計(jì)算機(jī)代碼6b來以圖形線索指示存 在表示假陽性的顯著可能性的區(qū)域，這些圖形線索諸如用彩色線條標(biāo)記區(qū) 域的邊界或者將該區(qū)域染上淡顏色，以便區(qū)分所顯示的成像數(shù)據(jù)內(nèi)具有表 示假陽性的顯著可能性的區(qū)域。
此外，在步驟S50,通過與在不具有表示假陽性的顯著可能性的區(qū)域中 檢測的肺結(jié)節(jié)不同的一組標(biāo)記來顯示在所識別的具有表示假陽性的顯著可 能性區(qū)域內(nèi)檢測的肺結(jié)節(jié)。例如，不同組的經(jīng)檢測的肺結(jié)節(jié)以不同的顏色 顯示或者具有不同形狀的圖形線索。
為了喚起醫(yī)師對具有心臟運(yùn)動、呼吸運(yùn)動、條紋偽影或光子匱乏的經(jīng) 檢測的區(qū)域可能包括更多假陽性并且僅具有有限的檢測靈敏度的意識，經(jīng) 檢測的肺結(jié)節(jié)不被顯示在圖像數(shù)據(jù)中，以迫使醫(yī)師極其留心地檢查該區(qū)域。
在步驟S60，在顯示單元(未示出)顯示由處理器5產(chǎn)生的成像數(shù)據(jù)輸出。
在上面的示例中提到的算法僅描述了查找CT圖像中的心臟運(yùn)動偽影 的一種方式。標(biāo)記遭受偽影的圖像區(qū)域的圖像處理算法的其他實(shí)施例可能 是査找MR圖像中的心臟運(yùn)動偽影(即心跳)(諸如MR胸部圖像中受心臟運(yùn)動影響的區(qū)域)的算法、查找可能發(fā)生在膈膜附近的呼吸運(yùn)動偽影(呼
吸)的算法、查找CT圖像中的金屬偽影(條紋偽影)的算法以及査找CT 圖像中的光子匱乏區(qū)域(通常靠近肩部和髖骨區(qū)域)的算法。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上面的實(shí)施例僅是以示例的方式進(jìn)行描述， 而絕對不是限制性的，在不偏離由隨附的權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍的 情況下有可能進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于處理表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括-第一計(jì)算機(jī)代碼，其可被執(zhí)行以檢測表示包含在相應(yīng)的所述第一區(qū)域內(nèi)的至少一個第二區(qū)域的第一數(shù)據(jù)，其中，所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性；以及-第二計(jì)算機(jī)代碼，其可被執(zhí)行以提供用于使至少一個所述第一區(qū)域能夠顯示在顯示設(shè)備上的第二數(shù)據(jù)，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至少一個所述第二區(qū)域顯示在所述顯示裝置上。
2、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第一計(jì)算機(jī)代碼可被執(zhí) 行以基于所述第二區(qū)域的運(yùn)動檢測表示至少一個所述第二區(qū)域的數(shù)據(jù)。
3、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第一計(jì)算機(jī)代碼可被執(zhí) 行以基于所述第二區(qū)域的條紋偽影檢測表示至少一個所述第二區(qū)域的數(shù) 據(jù)。
4、 如權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第一計(jì)算機(jī)代碼可被執(zhí) 行以基于所述第二區(qū)域的光子匱乏檢測表示至少一個所述第二區(qū)域的數(shù) 據(jù)。
5、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第二計(jì)算機(jī)代碼適于使 得借助于第一組圖形標(biāo)記來顯示所述第二區(qū)域。
6、 如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第一組圖形標(biāo)記包括所 述第二區(qū)域的不同顏色的邊界線。
7、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第二計(jì)算機(jī)代碼適于使 得借助于第二組圖形標(biāo)記來顯示至少一個所述第二區(qū)域中的至少一些所述 感興趣特征。
8、 如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第二組圖形標(biāo)記包括環(huán) 繞所述感興趣特征的不同顏色的邊界線。
9、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第二數(shù)據(jù)適于使得至少 一個所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征的顯示被抑制。
10、 一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲有如權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
11、 一種醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)處理裝置，其用于處理表示患者的至少一個第 一區(qū)域的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī)檢 測的感興趣特征，所述裝置包括適于處理如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的 至少一個處理器。
12、 一種醫(yī)學(xué)成像裝置，其包括-至少一個成像設(shè)備，其用于形成表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學(xué) 圖像數(shù)據(jù)，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特 征；-如權(quán)利要求11所述的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)處理裝置；以及 -至少一個顯示設(shè)備，其用于顯示至少一個所述第一區(qū)域和至少一個所述第二區(qū)域。
13、 一種處理表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的方法， 所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征，所述方 法包括-提供第一數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)表示包含在相應(yīng)的所述第一區(qū)域內(nèi)的至 少一個第二區(qū)域，其中，所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性；和-提供第二數(shù)據(jù)，所述第二數(shù)據(jù)用于使至少一個所述第一區(qū)域能夠顯示 在顯示設(shè)備上，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測 的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至少一個所述第二區(qū) 域顯示在所述顯示裝置上。
全文摘要
公開了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(5)用于處理表示患者(8)的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，該至少一個第一區(qū)域包括至少一個經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的感興趣特征。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括第一計(jì)算機(jī)代碼，該第一計(jì)算機(jī)代碼可被執(zhí)行以檢測表示包含在相應(yīng)第一區(qū)域內(nèi)的至少一個第二區(qū)域的第一數(shù)據(jù)。所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性。第二計(jì)算機(jī)代碼可被執(zhí)行以提供用于使至少一個所述第一區(qū)域能夠顯示在顯示設(shè)備上的第二數(shù)據(jù)，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有表示經(jīng)計(jì)算機(jī)檢測的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至少一個所述第二區(qū)域顯示在顯示裝置上。
文檔編號G06T7/00GK101563708SQ200780046759
公開日2009年10月21日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
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