專利名稱：多模態(tài)乳房成像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多模態(tài)乳房成像。
背景技術(shù)：
在診斷疑似乳腺癌患者的過(guò)程中可以使用不同的成像模態(tài)。例如，在診斷成像中乳房磁共振(Ml )成像已非常成熟。同時(shí)，數(shù)字乳房斷層合成(digital breast tomosynthesis, DBT)正得到越來(lái)越多的關(guān)注。盡管兩種模態(tài)都生成乳房的3D圖像，但數(shù)據(jù)中所包含的信息至少部分是互補(bǔ)的。例如，鈣化主要在DBT中可見(jiàn)，而動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)的MR 能夠通過(guò)檢測(cè)由腫瘤血管新生(vascularization)引起的信號(hào)強(qiáng)度增大來(lái)突出塊狀病灶。US 2003/0194050A1公開(kāi)了一種組合了 X射線斷層合成子系統(tǒng)和核醫(yī)學(xué)成像子系統(tǒng)的多模態(tài)成像系統(tǒng)。在由用于擠壓患者的乳房的裝置擠壓乳房的同時(shí)操作這兩種子系統(tǒng)。通過(guò)這種方式，能夠組合從X射線斷層合成和核醫(yī)學(xué)乳房攝影獲得的圖像。J.Chung 等人在 MICCAI 2008, Part II，LNCS 5242，第 758-565 頁(yè)，2008， Springer-Verlag Berlin _t 白勺題 % "Modelling Mammographic Compression of the Breast”一文中，下文簡(jiǎn)稱Chung，公開(kāi)了一種乳房的生物力學(xué)模型，以便模擬在乳房攝影期間的擠壓。該模型提供了一種多模態(tài)成像配準(zhǔn)工具，以幫助識(shí)別在乳房攝影與MRI或超聲之間觀察到的潛在腫瘤。該模型需要擠壓之前和之后的擠壓槳葉的位置以利用接觸機(jī)械學(xué)來(lái)模擬變形。

發(fā)明內(nèi)容
擁有一種多模態(tài)乳房成像的經(jīng)改進(jìn)的方法將是有利的。為了更好地解決這一問(wèn)題，本發(fā)明的第一方面提供了一種系統(tǒng)，包括-第一形狀模型構(gòu)造子系統(tǒng)，其用于構(gòu)造乳房的如第一圖像中所呈現(xiàn)的第一形狀模型，其中，乳房具有其自然形狀；-第二形狀模型構(gòu)造子系統(tǒng)，其用于構(gòu)造乳房的如第二圖像中所呈現(xiàn)的第二形狀模型，其中，利用擠壓槳葉來(lái)擠壓乳房；以及-變形估計(jì)子系統(tǒng)，其用于基于乳房的形狀模型和彈性變形模型來(lái)估計(jì)界定第一圖像和第二圖像之間的映射的體積變形場(chǎng)。形狀模型和彈性變形模型允許提供體積變形場(chǎng)，即使是在施加乳房擠壓以采集第二圖像，而并非采集第一圖像時(shí)。在施加不同的擠壓以采集第一圖像和第二圖像時(shí)，形狀模型和彈性變形模型也允許提供體積變形場(chǎng)。該系統(tǒng)不需要精確的擠壓槳葉位置來(lái)模擬變形。相反，可以使用如第二圖像中所呈現(xiàn)的乳房的形狀模型。此外，形狀模型可以提供關(guān)于皮膚的表面的額外信息，例如，關(guān)于未與擠壓板接觸的皮膚部分的信息。這樣增強(qiáng)了體積變形場(chǎng)。變形估計(jì)子系統(tǒng)可以被布置成基于第一圖像中乳房的第一組織表面和第二圖像中乳房的第二組織表面來(lái)估計(jì)體積變形場(chǎng)。組織表面提供了特別詳盡的信息，使得體積變形場(chǎng)更為可靠。該組織表面可以是皮膚表面。變形估計(jì)子系統(tǒng)可以被布置成還基于與第二圖像相比的第一圖像中呈現(xiàn)的乳房的組織體積的估計(jì)來(lái)估計(jì)體積變形場(chǎng)。這樣可以進(jìn)一步提高體積變形場(chǎng)的可靠性。彈性變形模型可以考慮組織體積的差異。變形估計(jì)子系統(tǒng)還可以包括界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)，其用于識(shí)別第一圖像和第二圖像中的界標(biāo)。識(shí)別這兩幅圖像中的界標(biāo)提高了體積變形場(chǎng)的可靠性?？梢詫⒔鐦?biāo)用作彈性變形模型中的約束。界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)可以被布置成將乳頭識(shí)別為界標(biāo)。這樣的乳頭相對(duì)容易檢測(cè)并提高了可靠性或精確度。界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)可以被布置成將淋巴結(jié)識(shí)別為界標(biāo)。這樣的界標(biāo)相對(duì)容易檢測(cè)并提高了可靠性或精確度。界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)可以被布置成將乳管的至少一部分識(shí)別為界標(biāo)。這樣的界標(biāo)相對(duì)容易檢測(cè)并提高了可靠性或精確度。變形估計(jì)子系統(tǒng)可以被布置成還基于指示在采集第二圖像期間擠壓板的狀態(tài)的擠壓信息來(lái)估計(jì)體積變形場(chǎng)。使用這一信息提高了可靠性。這還可以提高精確度。所述系統(tǒng)可以包括圖像標(biāo)記器，其用于基于體積變形場(chǎng)在第一圖像和第二圖像兩者中的對(duì)應(yīng)位置處標(biāo)記感興趣的解剖點(diǎn)或區(qū)域。這是體積變形場(chǎng)的有用應(yīng)用。例如，可以通過(guò)示出具有指示感興趣的解剖點(diǎn)或區(qū)域的標(biāo)記的圖像之一或兩者來(lái)向用戶示出標(biāo)記。第二圖像可以包括乳房斷層合成圖像。該系統(tǒng)還可以包括鈣化檢測(cè)器，其用于檢測(cè)乳房斷層合成圖像中的鈣化，圖像標(biāo)記器被布置成基于體積變形場(chǎng)在第一圖像中標(biāo)記與鈣化對(duì)應(yīng)的解剖位置。通過(guò)這種方式，方便了第一圖像中標(biāo)識(shí)鈣化的位置。可以將該位置向用戶示出。第一圖像可以包括乳房MR圖像。該系統(tǒng)還可以包括造影劑攝取檢測(cè)器，其用于檢測(cè)乳房MR圖像中由于血管新生引起的造影劑攝取的位置，圖像標(biāo)記器被布置成基于體積變形場(chǎng)在第二圖像中標(biāo)記與乳房MR圖像中檢測(cè)到的位置對(duì)應(yīng)的解剖位置。通過(guò)這種方式， 在第二圖像中識(shí)別血管新生的位置?？梢詫⒃撐恢孟蛴脩羰境觥Ｈ榉繄D像采集設(shè)備可以包括用于采集第一圖像的乳房MR掃描器和/或用于采集第二圖像的X射線乳房斷層合成掃描器。乳房圖像采集設(shè)備還可以包括用于本文闡述的多模態(tài)乳房成像的系統(tǒng)。一種醫(yī)學(xué)工作站，可以包括上述用于多模態(tài)乳房成像的系統(tǒng)。這樣的醫(yī)學(xué)工作站還可以包括顯示器，其用于基于體積變形場(chǎng)顯示乳房信息。一種多模態(tài)乳房成像的方法，包括如下步驟-構(gòu)造如第一圖像中所呈現(xiàn)的乳房的第一形狀模型，其中，乳房具有其自然形狀；-構(gòu)造如第二圖像中所呈現(xiàn)的乳房的第二形狀模型，其中，利用擠壓槳葉擠壓乳房；以及-基于乳房的形狀模型和彈性變形模型來(lái)估計(jì)界定第一圖像和第二圖像之間的映射的體積變形場(chǎng)。一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，可以包括用于令處理器系統(tǒng)執(zhí)行上述方法的指令。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以通過(guò)任何認(rèn)為有用的方式組合本發(fā)明的上述實(shí)施例、實(shí)施方式和/或各方面中的兩個(gè)或更多個(gè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本說(shuō)明書(shū)對(duì)圖像采集設(shè)備、工作站、系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品進(jìn)行與對(duì)所述系統(tǒng)的修改和變化相對(duì)應(yīng)的修改和變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以將該方法應(yīng)用于由各種采集模態(tài)采集的多維圖像數(shù)據(jù)，例如，二維(2D)、三維(3D)或四維GD)圖像，所述采集模態(tài)諸如是，但不限于，標(biāo)準(zhǔn) X射線成像、計(jì)算機(jī)斷層攝影成像(CT)、磁共振成像(MRI)、超聲(US)、正電子發(fā)射斷層攝影成像(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影成像(SPECT)和核醫(yī)學(xué)(NM)。


參考下文所描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些方面和其他方面將變得顯而易見(jiàn)并得以闡述。在附圖中圖1是用于多模態(tài)乳房成像的系統(tǒng)的示意圖；圖2是多模態(tài)乳房成像的方法的流程圖；以及圖3是幾何乳房模型的透視圖。
具體實(shí)施例方式在本說(shuō)明書(shū)中，在第一圖像和第二圖像中呈現(xiàn)乳房。在第一圖像中，乳房具有第一變形狀態(tài)。例如，第一變形狀態(tài)是乳房的自然形狀。在這種情況下，可以將第一圖像稱為第一圖像。然而，應(yīng)當(dāng)指出，乳房的自然狀態(tài)可以隨著例如患者的取向(例如俯伏或仰臥)而改變。第一變形狀態(tài)也可以是乳房被輕微擠壓的狀態(tài)，例如，因?yàn)槿榉刻幱贛R線圈筒的內(nèi)部。在第二圖像中，乳房具有第二變形狀態(tài)。在第二變形狀態(tài)中，乳房可能被擠壓。在這種情況下，可以將第二圖像稱為第二圖像。如本領(lǐng)域所公知的那樣，可以借助一個(gè)或兩個(gè)擠壓槳葉進(jìn)行擠壓。與第一變形狀態(tài)相比，擠壓可以顯著改變?nèi)榉康男螤?。例如，在第二圖像中， 可以比第一圖像中更多地?cái)D壓乳房。擠壓涉及采集圖像時(shí)對(duì)患者的乳房的物理擠壓。在疑似乳腺癌的診斷工作中，乳房MRI是一種成熟的成像模態(tài)，而同時(shí)數(shù)字乳房斷層合成(DBT)正獲得越來(lái)越多的關(guān)注。由于兩種成像模態(tài)中患者定位的差異一即乳房MR 圖像是在僅施加輕微擠壓的情況下以俯伏姿勢(shì)采集的，而DBT掃描是像乳房攝影中那樣利用對(duì)乳房組織的顯著擠壓進(jìn)行的一所以難以在視覺(jué)上合并從DBT和MR獲得的信息。本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了用于生成DBT和MR圖像等的融合視圖，其描繪每種模態(tài)在對(duì)應(yīng)的解剖位置中提供的特征。然而，使用DBT或MR圖像并非限制?？梢允褂迷摷夹g(shù)來(lái)融合或以其他方式組合三維乳房圖像，其中，圖像之一僅使用輕微擠壓或根本無(wú)擠壓，而另一圖像是利用對(duì)乳房組織的顯著擠壓來(lái)采集的。圖1圖示了用于多模態(tài)乳房成像的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括用于存儲(chǔ)由該系統(tǒng)接收和/或生成的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(未示出)。該系統(tǒng)還可以包括用于執(zhí)行指令的處理器(未示出)。存儲(chǔ)器還可以被布置成存儲(chǔ)軟件代碼，軟件代碼包括實(shí)施該系統(tǒng)一些或全部子系統(tǒng)的指令。此外，該系統(tǒng)可以包括用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的通信端口。例如，通信端口包括網(wǎng)絡(luò)連接，允許訪問(wèn)諸如PACS系統(tǒng)的圖像倉(cāng)庫(kù)。通信端口還可以提供與圖像掃描器的直接通信。 該系統(tǒng)還可以包括顯示器和/或諸如鍵盤(pán)和/或鼠標(biāo)的用戶輸入裝置，用于充當(dāng)用戶接口， 使得用戶能夠觀看由系統(tǒng)生成的結(jié)果和/或控制系統(tǒng)的運(yùn)行。
存儲(chǔ)器可以被布置成存儲(chǔ)第一圖像9。第一圖像9可以包括乳房的基本自然形狀的圖像?？梢栽诨颊咛幱诶绺┓藙?shì)或直立姿勢(shì)時(shí)采集這樣的圖像。乳房不受擠壓或僅受輕微擠壓。存儲(chǔ)器還可以被布置成存儲(chǔ)第二圖像10?？梢栽诨颊叩娜榉刻幱跀D壓狀態(tài)中時(shí)采集第二圖像。例如，將乳房置于兩個(gè)擠壓板之間，并將擠壓板壓在一起，由此使乳房變得扁平。第二圖像可以是借助現(xiàn)有技術(shù)中已知的重建技術(shù)重建的體積圖像。該系統(tǒng)可以包括第一形狀模型構(gòu)造子系統(tǒng)1，其用于構(gòu)造乳房的第一形狀模型，如第一圖像9中所呈現(xiàn)的。如圖3中通過(guò)范例所圖示的，可以通過(guò)基于第一圖像9中的圖像特征將幾何乳房模型300的形狀調(diào)整到實(shí)際形狀來(lái)構(gòu)造這樣的形狀模型。這種自適應(yīng)形狀建模技術(shù)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的?；蛘?，可以使用另一種分割技術(shù)來(lái)構(gòu)造第一形狀模型。該系統(tǒng)可以包括第二形狀模型構(gòu)造子系統(tǒng)2，其用于基于第二圖像10中檢測(cè)到的圖像特征來(lái)構(gòu)造如第二圖像10中所呈現(xiàn)的乳房的第二形狀模型?？梢允褂妙愃频募夹g(shù)來(lái)構(gòu)造第一和第二形狀模型。同樣地，可以使用幾何乳房模型300作為自適應(yīng)形狀模型的起始位置?；蛘撸梢允褂脭D壓乳房的幾何乳房模型。該系統(tǒng)可以包括變形估計(jì)子系統(tǒng)3，其用于基于形狀模型來(lái)估計(jì)界定第一圖像9 和第二圖像10之間的映射的體積變形場(chǎng)12。該系統(tǒng)可以利用乳房的彈性變形模型11來(lái)估計(jì)體積變形場(chǎng)12。彈性變形模型11可以包括諸如乳房組織的彈性的信息?？梢允褂藐P(guān)于乳房的彈性的信息，連同形狀模型表示的乳房的變化形狀，來(lái)估計(jì)體積變形場(chǎng)12。彈性變形模型11還可以包括彈性變形的模型，其可以是擠壓槳葉的結(jié)果；所涉及的參數(shù)可以包括槳葉的位置和/或擠壓強(qiáng)度?？梢缘馗淖冞@些參數(shù)，同時(shí)反復(fù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的乳房形狀，直到所得到的計(jì)算的乳房形狀與第二形狀模型最佳匹配為止。已知有一種從擠壓槳葉獲得的彈性變形的模型。變形估計(jì)子系統(tǒng)3可以被布置成基于第一圖像9中乳房的第一組織表面和第二圖像10中乳房的第二組織表面來(lái)估計(jì)體積變形場(chǎng)12。乳房組織表面，例如皮膚，提供適當(dāng)?shù)倪吔缧畔?，其可以結(jié)合彈性變形模型11供變形估計(jì)子系統(tǒng)3使用。變形估計(jì)子系統(tǒng)3可以被布置成還基于乳房的組織體積的估計(jì)來(lái)估計(jì)體積變形場(chǎng)12?？梢詮牡谝粓D像9中所呈現(xiàn)的特征信息提取乳房的自然組織體積。可以從第二圖像 10提取被擠壓乳房的組織體積?？梢越Y(jié)合彈性變形模型11使用這些組織體積的比較以便獲得體積變形場(chǎng)12。變形估計(jì)子系統(tǒng)3可以包括界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)4，其用于識(shí)別第一圖像9和第二圖像10中的界標(biāo)?？梢杂糜跇?gòu)造體積變形場(chǎng)的信息是通過(guò)識(shí)別兩幅圖像中的同一解剖界標(biāo)或具有幾何關(guān)系的兩個(gè)不同界標(biāo)來(lái)獲得的。界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)4可以被布置成將乳頭識(shí)別為界標(biāo)?？梢酝ㄟ^(guò)分析皮膚表面來(lái)識(shí)別乳頭位置。界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)4可以被布置成將淋巴結(jié)識(shí)別為界標(biāo)。界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)4還可以被布置成將乳管的至少一部分識(shí)別為界標(biāo)?？梢栽趫D像中自動(dòng)地或手動(dòng)地識(shí)別這樣的淋巴結(jié)或乳管。變形估計(jì)子系統(tǒng)3可以被布置成還基于指示在采集第二圖像期間擠壓槳葉的狀態(tài)的擠壓信息來(lái)估計(jì)體積變形場(chǎng)12?？梢越Y(jié)合彈性變形模型11使用擠壓量以確定體積變形場(chǎng)12。該系統(tǒng)可以包括圖像標(biāo)記器5，其用于基于體積變形場(chǎng)12在第一圖像9和第二圖像10中的對(duì)應(yīng)位置處標(biāo)記感興趣的解剖點(diǎn)或區(qū)域。例如，用戶可以經(jīng)由用戶接口在圖像之一中指定感興趣的特定點(diǎn)。圖像標(biāo)記器5通過(guò)應(yīng)用體積變形場(chǎng)12計(jì)算另一圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。這一對(duì)應(yīng)點(diǎn)可以在顯示器8上顯示的圖像的可視化中指出，例如高亮顯示，或者存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，或者存儲(chǔ)在圖像倉(cāng)庫(kù)或患者文件上。該系統(tǒng)還可以包括病灶檢測(cè)器，其用于檢測(cè)第一圖像或第二圖像中的病灶，并且圖像標(biāo)記器可以被布置成在另一圖像中標(biāo)記對(duì)應(yīng)的解剖位置。例如，在第二圖像中檢測(cè)病灶。范例病灶是鈣化。例如，如果第二圖像包括乳房斷層合成圖像，可以檢測(cè)這樣的鈣化。 圖像標(biāo)記器5可以被布置成基于體積變形場(chǎng)12在第一圖像9中標(biāo)記與病灶對(duì)應(yīng)的解剖位置。該系統(tǒng)還可以包括造影劑攝取檢測(cè)器，其用于檢測(cè)第一圖像，例如乳房MR圖像中由于血管新生引起的造影劑攝取的位置。圖像標(biāo)記器5可以被布置成基于體積變形場(chǎng)12 在第二圖像10中標(biāo)記與乳房MR圖像中檢測(cè)到的位置對(duì)應(yīng)的解剖位置?？梢栽谌榉繄D像采集設(shè)備，例如，用于采集第一圖像9的自然乳房掃描器6，或者用于采集第二圖像10的擠壓乳房掃描器7中并入本文所闡述的系統(tǒng)。也可以在醫(yī)學(xué)工作站中并入所闡述的系統(tǒng)。這樣的工作站可以包括顯示器8，其用于基于體積變形場(chǎng)12顯示乳房信息。工作站還可以包括用戶輸入裝置，諸如鍵盤(pán)和/或諸如鼠標(biāo)的定點(diǎn)裝置。圖2圖示了多模態(tài)乳房成像的方法。該方法的步驟201包括構(gòu)造如第一圖像中所呈現(xiàn)的乳房的第一形狀模型，其中，乳房可以具有其自然形狀。步驟202包括構(gòu)造如第二圖像中所呈現(xiàn)的乳房的第二形狀模型，其中，可以利用例如擠壓槳葉擠壓乳房。步驟203包括基于乳房的形狀模型和彈性變形模型來(lái)估計(jì)界定第一圖像和第二圖像之間的映射的體積變形場(chǎng)。步驟的次序是舉例給出的。例如，可以交換步驟201和202的次序。也可以并行執(zhí)行步驟201和202。在下文中，重點(diǎn)放在斷層合成圖像和MR圖像的范例上。然而，可以向來(lái)自不同成像模態(tài)的第一和第二圖像應(yīng)用同樣的技術(shù)。本文所公開(kāi)的方法和系統(tǒng)的輸入可以是3D MR 數(shù)據(jù)集和3D DBT數(shù)據(jù)集。MR數(shù)據(jù)可以包含多個(gè)成像系列，諸如動(dòng)態(tài)Tl加權(quán)系列、T2加權(quán)系列、DWI系列等。除了標(biāo)準(zhǔn)重建之外，DBT還可以使用特征增強(qiáng)的重建(例如，強(qiáng)調(diào)鈣化)。 可以在MR圖像中分割乳房，并且可以構(gòu)造乳房的有限元(FE)網(wǎng)格模型?？梢酝ㄟ^(guò)分割斷層合成圖像或通過(guò)將形狀模型擬合到斷層合成投影數(shù)據(jù)來(lái)重建被擠壓乳房的輪廓。通過(guò)將FE模型的表面調(diào)整到從DBT數(shù)據(jù)集提取的乳房表面，可變形的FE模型可以提供界定MR和DBT數(shù)據(jù)集之間的映射的估計(jì)的體積變形場(chǎng)。這種映射可以允許在MR和 DBT數(shù)據(jù)中標(biāo)識(shí)解剖學(xué)上對(duì)應(yīng)的位置。基于該映射，可以生成MR和DBT圖像的聯(lián)合可視化?？梢杂蒑R圖像中的圖形標(biāo)簽來(lái)標(biāo)記DBT數(shù)據(jù)中檢測(cè)和分割的鈣化的位置。而且， 可以呈現(xiàn)MR和DBT的并排視圖?？梢栽谶@兩個(gè)數(shù)據(jù)集中解剖學(xué)上對(duì)應(yīng)的位置處指出在數(shù)據(jù)集之一中選擇的感興趣區(qū)域(R0I，2D)或感興趣體積(V0I，3D)。例如，用戶可以在數(shù)據(jù)集的任一個(gè)中指出感興趣的點(diǎn)、區(qū)域或體積，并且所述系統(tǒng)可以被布置成自動(dòng)地指出另一數(shù)據(jù)集中在解剖學(xué)上對(duì)應(yīng)的感興趣點(diǎn)、區(qū)域或體積。這樣可以允許例如在動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)的MR 系列中的造影劑攝取顯著的位置處目視檢查DBT中的圖像特征?？梢宰詣?dòng)地或手動(dòng)地在動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)的MR系列中識(shí)別造影劑攝取顯著的位置。該系統(tǒng)然后可以自動(dòng)地或半自動(dòng)地指出DBT數(shù)據(jù)集中在解剖學(xué)上對(duì)應(yīng)的位置。通過(guò)這種方式，可以由用戶界定或者通過(guò)在DBT或MR數(shù)據(jù)集的任一個(gè)中分割病灶來(lái)自動(dòng)地計(jì)算ROI或VOI。可以使數(shù)據(jù)集之一變形或翹曲，以便與另一模態(tài)中的圖像對(duì)準(zhǔn)，使得在體素位置處有對(duì)應(yīng)的MR和DBT強(qiáng)度值?？梢圆⑴诺爻尸F(xiàn)這樣的對(duì)準(zhǔn)的體積，同時(shí)可以鏈接觀察功能 (切片選擇、拉變、放大鏡等)。也可以在MR體積上疊加變形的數(shù)據(jù)集(例如DBT體積)，例如，作為彩色透明覆蓋圖?？梢酝ㄟ^(guò)利用同一患者的擠壓的3D MR數(shù)據(jù)集對(duì)迭代斷層合成重建進(jìn)行規(guī)則化來(lái)改進(jìn)斷層合成重建過(guò)程。為此，可以事先將對(duì)應(yīng)的MR對(duì)比度值轉(zhuǎn)換成X射線攝取系數(shù)。斷層合成重建過(guò)程以及通過(guò)同一患者的另一數(shù)據(jù)集對(duì)重建進(jìn)行規(guī)則化的概念是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。盡管在擠壓和未擠壓乳房的采集模式中分別最常使用斷層合成和MR，但也可以將其他成像模態(tài)用于第一、或自然乳房圖像，以及第二、或擠壓乳房圖像。例如，可以將乳房CT 用于3D未擠壓圖像采集。也可以進(jìn)行無(wú)乳房擠壓的整個(gè)乳房3D超聲成像。對(duì)于3D擠壓圖像采集，可以進(jìn)行有乳房擠壓的整個(gè)乳房3D超聲成像。也可以應(yīng)用其他模態(tài)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明還應(yīng)用于計(jì)算機(jī)程序，特別是應(yīng)用于在載體上或載體內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序，其適于將本發(fā)明付諸實(shí)踐。所述程序可以是源代碼、目標(biāo)代碼、代碼媒介源和目標(biāo)代碼的形式，諸如部分編譯的形式，或者是適于在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施中使用的任意其他形式。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這樣的程序可以具有許多不同的架構(gòu)設(shè)計(jì)。例如，實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法或系統(tǒng)功能的代碼可以細(xì)分成一個(gè)或多個(gè)子進(jìn)程。在這些子進(jìn)程之間分配功能的許多不同方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)。所述子進(jìn)程可以用可執(zhí)行文檔的形式存儲(chǔ)在一起以形成自包含(self-contained)的程序。這樣的可執(zhí)行文檔可以包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，例如處理器指令和/或解釋指令(例如Java解釋指令)?；蛘?，子進(jìn)程中的一個(gè)、多個(gè)或全部存儲(chǔ)在至少一個(gè)外部庫(kù)文檔中，并例如在運(yùn)行時(shí)與主程序靜態(tài)地或動(dòng)態(tài)地鏈接。主程序包含對(duì)子進(jìn)程中的至少一個(gè)的至少一次調(diào)用。同樣地，子進(jìn)程可以包括對(duì)彼此的功能調(diào)用。一個(gè)涉及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的實(shí)施例，包括與前述方法中的至少一個(gè)的處理步驟中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。這些指令可以被細(xì)分為子進(jìn)程和/或存儲(chǔ)在可以靜態(tài)或動(dòng)態(tài)鏈接的一個(gè)或多個(gè)文檔中。涉及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的另一實(shí)施例包括與前述系統(tǒng)和/或產(chǎn)品中的至少一個(gè)的模塊中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。這些指令可以被細(xì)分成子進(jìn)程和/或存儲(chǔ)在可以靜態(tài)和/或動(dòng)態(tài)鏈接的一個(gè)或多個(gè)文檔中。計(jì)算機(jī)程序的載體可以是能夠承載程序的任何實(shí)體或裝置。例如。所述載體可以包括諸如ROM存儲(chǔ)介質(zhì)，例如CD ROM或半導(dǎo)體ROM;或磁記錄介質(zhì)，例如軟盤(pán)或硬盤(pán)。此外，所述載體可以是可傳輸?shù)妮d體，諸如電或光信號(hào)，其可以經(jīng)由電纜或光纜或者通過(guò)射頻或其他手段傳遞。當(dāng)所述程序被嵌入到這種信號(hào)中時(shí)，可以通過(guò)線纜或其他裝置或模塊指定載體。備選地，所述載體可以是其中嵌入有所述程序集成電路，所述集成電路適于執(zhí)行、 或用于執(zhí)行相關(guān)的方法。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施例用于說(shuō)明而非是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不背離本發(fā)明權(quán)利要求范圍的情況下設(shè)計(jì)許多備選實(shí)施例。在權(quán)利要求中，置于圓括號(hào)之間的任何參考標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)解釋為對(duì)權(quán)力要求構(gòu)成限制?！鞍ā币辉~以及其結(jié)合的使用并不排除權(quán)利要求中所述的那些元件或步驟之外元件或步驟。不定冠詞“一”或“一個(gè)”并不排除多個(gè)此類元件的存在。本發(fā)明可以通過(guò)包括若干分立元件的硬件方式實(shí)施，以及通過(guò)適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)的方式實(shí)施。在裝置權(quán)利要求中列舉了若干模塊，這些模塊中的一些可以通過(guò)硬件中的一個(gè)或相同內(nèi)容實(shí)現(xiàn)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中所應(yīng)用的特定措施并不指示不能有利的使用這些措施的組合。這可以常規(guī)地通過(guò)計(jì)算分割體積的三維距離變換實(shí)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^(guò)增加到腫瘤邊界的距離而對(duì)腫瘤分割的體素排序。相同的部分可以應(yīng)用于圖像系列的任何圖像，使用先前對(duì)感興趣體積的共同配準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于多模態(tài)乳房成像的系統(tǒng)，包括-第一形狀模型構(gòu)造子系統(tǒng)(1)，其用于構(gòu)造所述乳房的如第一圖像(9)中所呈現(xiàn)的第一形狀模型，其中，所述乳房具有第一變形狀態(tài)；-第二形狀模型構(gòu)造子系統(tǒng)O)，其用于構(gòu)造所述乳房的如第二圖像(10)中所呈現(xiàn)的第二形狀模型，其中，擠壓所述乳房，使得所述乳房具有與所述第一變形狀態(tài)不同的第二變形狀態(tài)；以及-變形估計(jì)子系統(tǒng)(3)，其用于基于所述乳房的所述形狀模型和彈性變形模型(11)來(lái)估計(jì)界定所述第一圖像(9)和所述第二圖像(10)之間的映射的體積變形場(chǎng)(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述變形估計(jì)子系統(tǒng)(3)被布置成基于所述第一圖像(9)中的所述乳房的第一組織表面和所述第二圖像(10)中的所述乳房的第二組織表面來(lái)估計(jì)所述體積變形場(chǎng)(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述變形估計(jì)子系統(tǒng)(3)被布置成還基于與所述乳房的如所述第二圖像(10)中所呈現(xiàn)的組織體積相比的所述乳房的如所述第一圖像(9) 中所呈現(xiàn)的所述組織體積的估計(jì)，來(lái)估計(jì)所述體積變形場(chǎng)(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述變形估計(jì)子系統(tǒng)(3)還包括界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng) G)，其用于識(shí)別所述第一圖像(9)和所述第二圖像(10)中的界標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)(4)被布置成將乳頭識(shí)別為所述界標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)(4)被布置成將淋巴結(jié)識(shí)別為所述界標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述界標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)(4)被布置成將乳管的至少一部分識(shí)別為所述界標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述變形估計(jì)子系統(tǒng)(3)被布置成還基于指示在采集所述第二圖像期間擠壓板的狀態(tài)的擠壓信息來(lái)估計(jì)所述體積變形場(chǎng)(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括圖像標(biāo)記器(5)，其用于基于所述體積變形場(chǎng) (12)在所述第一圖像(9)和所述第二圖像(10)兩者中的對(duì)應(yīng)位置處標(biāo)記感興趣的解剖點(diǎn)或區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第二圖像(10)包括乳房斷層合成圖像，所述系統(tǒng)還包括鈣化檢測(cè)器，所述鈣化檢測(cè)器用于檢測(cè)所述乳房斷層合成圖像中的鈣化，所述圖像標(biāo)記器( 被布置成基于所述體積變形場(chǎng)(1 在所述第一圖像(9)中標(biāo)記與所述鈣化對(duì)應(yīng)的解剖位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第一圖像(9)包括乳房MR圖像，所述系統(tǒng)還包括造影劑攝取檢測(cè)器，所述造影劑攝取檢測(cè)器用于檢測(cè)所述乳房MR圖像中由于血管新生引起的造影劑攝取的位置，所述圖像標(biāo)記器( 被布置成基于所述體積變形場(chǎng)(12)在所述第二圖像(10)中標(biāo)記與所述乳房MR圖像中檢測(cè)到的所述位置對(duì)應(yīng)的解剖位置。
12.一種乳房圖像采集設(shè)備，包括用于采集所述第一圖像(9)的第一掃描器(6)，或用于采集所述第二圖像(10)的第二掃描器(7)，以及根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)。
13.—種醫(yī)學(xué)工作站，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，和顯示器(8)，所述顯示器用于基于所述體積變形場(chǎng)(12)顯示乳房信息。
14.一種多模態(tài)乳房成像的方法，包括如下步驟-構(gòu)造(201)所述乳房的如第一圖像中所呈現(xiàn)的第一形狀模型，其中，所述乳房具有第一變形狀態(tài)；-構(gòu)造(202)所述乳房的如第二圖像中所呈現(xiàn)的第二形狀模型，其中，擠壓所述乳房， 使得所述乳房具有與所述第一變形狀態(tài)不同的第二變形狀態(tài)；以及-基于所述乳房的所述形狀模型和彈性變形模型來(lái)估計(jì)(20 界定所述第一圖像和所述第二圖像之間的映射的體積變形場(chǎng)。
15.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括用于令處理器系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法的指令。
全文摘要
一種用于多模態(tài)乳腺成像的系統(tǒng)包括第一形狀模型構(gòu)造子系統(tǒng)(1)，其用于構(gòu)造如第一圖像(9)中所呈現(xiàn)的乳腺的第一形狀模型，其中，乳腺具有其自然形狀；第二形狀模型構(gòu)造子系統(tǒng)(2)，其用于構(gòu)造如第二圖像(10)中所呈現(xiàn)的乳腺的第二形狀模型，其中，利用擠壓槳葉擠壓所述乳腺；以及變形估計(jì)子系統(tǒng)(3)，其用于基于乳腺的形狀模型和彈性變形模型(11)來(lái)估計(jì)界定所述第一圖像(9)和所述第二圖像(10)之間的映射的體積變形場(chǎng)(12)，所述變形估計(jì)子系統(tǒng)(3)被布置成基于所述第一圖像(9)中乳腺的第一組織表面和所述第二圖像(10)中乳腺的第二組織表面來(lái)估計(jì)所述體積變形場(chǎng)(12)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102473300SQ201080031807
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
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