專利名稱：利用實(shí)況反饋對(duì)內(nèi)部組織進(jìn)行多模態(tài)分割的系統(tǒng)和方法
利用實(shí)況反饋對(duì)內(nèi)部組織進(jìn)行多模態(tài)分割的系統(tǒng)和方法本申請(qǐng)要求享有2010年8月2日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/369813的優(yōu)先權(quán)，在此通過(guò)引用將其全部并入。本公開(kāi)涉及醫(yī)學(xué)成像，并且更具體而言，涉及利用實(shí)況反饋對(duì)內(nèi)部組織進(jìn)行分割的系統(tǒng)和方法。腋淋巴結(jié)(ALN)的狀態(tài)是評(píng)估新乳腺癌患者的重要預(yù)后因素。所述狀態(tài)影響到治療規(guī)劃。當(dāng)前通過(guò)Sentinel淋巴結(jié)活檢(SLNB)組織病理學(xué)地確定。SLNB是耗時(shí)的有創(chuàng)程序，并且是當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)程序，這是因?yàn)闆](méi)有評(píng)估淋巴結(jié)狀態(tài)的可選方式。一種比SLNB更加高效并且具有更少的患者不適的可選程序?qū)⑹怯幸娴?。?dāng)前使用多種成像模態(tài)來(lái)研究原發(fā)性乳房腫瘤，所述成像模態(tài)包括超聲(US)和乳房磁共振成像(BMRI)。對(duì)于ALN評(píng)估，在很多機(jī)構(gòu)中接受US。不過(guò)，US在測(cè)量病變尺度方面可能不精確。眾所周知，US取決于操作者，不能保證研究的可再現(xiàn)性。另一方面，計(jì)算斷層攝影(CT)和磁共振成像(MRI)是可再現(xiàn)的研究并且允許精確測(cè)量。近來(lái)，已經(jīng)推薦將BMRI用于作為乳房X射線照相術(shù)的輔助來(lái)篩選高風(fēng)險(xiǎn)乳腺癌患者，以及用于評(píng)估最近被診斷為乳腺癌的女性體內(nèi)的對(duì)側(cè)乳房。由于在全國(guó)范圍內(nèi)越來(lái)越多地執(zhí)行BMRI，因而使用BMRI評(píng)估ALN變得更加常見(jiàn)。于是，因?yàn)閷?duì)患乳腺癌的患者更加頻繁地使用這兩種模態(tài)，故在評(píng)估ALN時(shí)以組合方式使用來(lái)自US和BMRI的信息將是理想的。在臨床實(shí)踐中，作為對(duì)所有新乳腺癌患者的例行臨床護(hù)理的一部分，乳房放射科醫(yī)師診斷腋淋巴結(jié)(ALN)。ALN診斷包括在超聲和磁共振(MR)圖像上測(cè)量ALN的長(zhǎng)軸和短軸以及最大皮層厚度。放射科醫(yī)師的人工測(cè)量是主觀的，其包括人為誤差，并且是耗時(shí)的。當(dāng)前放射科醫(yī)師人工測(cè)量ALN尺度。由于超聲測(cè)量中的人為誤差，因而需要計(jì)算ALN尺寸的更加可靠的并且可再現(xiàn)的方法。根據(jù)本發(fā)明的原理，提供了一種手術(shù)前無(wú)創(chuàng)程序，用于內(nèi)部組織評(píng)估和其他醫(yī)學(xué)程序。一種分割系統(tǒng)和方法包括:通過(guò)在結(jié)構(gòu)圖像中選擇兩個(gè)位置來(lái)界定搜索區(qū)域，并且對(duì)搜索區(qū)域進(jìn)行采樣以提供展開(kāi)的圖像；對(duì)展開(kāi)的圖像進(jìn)行邊緣濾波以確定圖像中可能的邊界像素；針對(duì)展開(kāi)的圖像構(gòu)造有向圖，所述構(gòu)造是通過(guò)計(jì)算邊界像素之間的最小代價(jià)來(lái)確定所述圖的節(jié)點(diǎn)而進(jìn)行的。利用實(shí)況圖像生成可能的分割以供用戶核定；根據(jù)所述用戶的跡線，連接用于要分割的結(jié)構(gòu)的圖像的最終分割的節(jié)點(diǎn)。一種分割方法包括:通過(guò)在要分割的結(jié)構(gòu)的圖像中選擇兩個(gè)位置來(lái)界定搜索區(qū)域；對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣以提供展開(kāi)的圖像；對(duì)展開(kāi)的圖像進(jìn)行邊緣濾波以確定圖像中的可能的邊界像素；針對(duì)展開(kāi)的圖像構(gòu)造有向圖，所述構(gòu)造是通過(guò)計(jì)算邊界像素之間的最小代價(jià)來(lái)確定所述圖的節(jié)點(diǎn)而進(jìn)行的；利用實(shí)況圖像生成可能的分割以供用戶核定；利用所述圖像中用戶跟蹤的光標(biāo)來(lái)調(diào)節(jié)可能分割的邊界；以及通過(guò)包括生成的可能的分割的邊界并利用用戶調(diào)節(jié)的邊界替代可能的分割的任何生成的邊界，來(lái)連接用于要分割的結(jié)構(gòu)的圖像的最終分割的節(jié)點(diǎn)。
一種分割系統(tǒng)包括處理器和耦合到所述處理器的存儲(chǔ)器。所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)分割模塊。所述分割模塊被配置為:通過(guò)在要分割的結(jié)構(gòu)的圖像中選擇兩個(gè)位置來(lái)界定搜索區(qū)域；對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣以提供展開(kāi)的圖像；對(duì)所述展開(kāi)的圖像進(jìn)行邊緣濾波以確定圖像中可能的邊界像素；通過(guò)計(jì)算邊界像素之間的最小代價(jià)來(lái)確定圖的節(jié)點(diǎn)，針對(duì)展開(kāi)的圖像構(gòu)造有向圖；利用實(shí)況圖像生成可能的分割以供用戶核定；以及根據(jù)所述用戶的跡線，連接用于要分割的結(jié)構(gòu)的圖像的最終分割的節(jié)點(diǎn)。一種用于在醫(yī)學(xué)中使用的計(jì)算機(jī)工作站包括:分割系統(tǒng)，所述分割系統(tǒng)具有處理器和耦合到所述處理器的存儲(chǔ)器；用于第一用戶輸入的模塊，所述用戶輸入令所述處理器響應(yīng)于用戶在解剖結(jié)構(gòu)的圖像中選擇兩個(gè)或更多個(gè)位置而生成可能的分割；還包括用于響應(yīng)于第二用戶輸入生成最終分割的模塊。用于第一用戶輸入的模塊和用于生成最終分割的模塊包括根據(jù)本文中所述的分割方法工作的任何用戶接口設(shè)備或適當(dāng)?shù)膱D像處理工具。結(jié)合附圖進(jìn)行理解，通過(guò)以下詳細(xì)描述的說(shuō)明性實(shí)施例，本公開(kāi)的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。將參考附圖在優(yōu)選實(shí)施例的以下描述中介紹本公開(kāi)，在附圖中:

圖1是示出了根據(jù)一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例的、用于分割的系統(tǒng)/方法的方框圖/流程圖；圖2A的超聲圖像示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的、被定位以界定搜索區(qū)域的兩個(gè)點(diǎn)；圖2B的超聲圖像示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的界定分割的可能的邊界的調(diào)節(jié)；圖2C的超聲圖像示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的最終分割；圖3A的磁共振圖像示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的、在界定搜索區(qū)域之前界定的感興趣區(qū)域；圖3B的磁共振圖像示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的、放大的圖3A的感興趣區(qū)域；圖3C的磁共振圖像示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的、界定的搜索區(qū)域；圖3D的磁共振圖像示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的、界定分割的可能的邊界的調(diào)節(jié)；圖3E的磁共振圖像示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的最終分割；圖3F是圖解地示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的、利用圖像進(jìn)行的自動(dòng)測(cè)量的圖像；以及圖4是示出了根據(jù)另一說(shuō)明性實(shí)施例的用于分割的系統(tǒng)的方框/流程圖。本發(fā)明的原理提供了更加客觀的診斷工具和技術(shù)，其顯著減少了人為誤差，特別是，與常規(guī)成像方法相關(guān)聯(lián)的主觀誤差。在一個(gè)特別有用的實(shí)施例中，一種可靠的并且可再現(xiàn)的系統(tǒng)和方法利用實(shí)況反饋分割來(lái)自超聲(US)和/或乳房磁共振成像(BMRI)的圖像，以計(jì)算腋淋巴結(jié)(“ALN”)尺寸。對(duì)于多數(shù)ALN，利用來(lái)自用戶的輸入，這些實(shí)施例能夠測(cè)量ALN:長(zhǎng)軸和短軸，最大皮層厚度，ALN外皮面積、ALN核面積、ALN核和外皮面積的比率以及ALN診斷所需的不對(duì)稱值。本發(fā)明的原理使得ALN診斷更加客觀，消除了人為誤差，通過(guò)減少ALN診斷所需的若干任務(wù)簡(jiǎn)化了放射科醫(yī)師的臨床工作流程?？梢詫⒈景l(fā)明的原理集成為現(xiàn)有工具套裝和控制臺(tái)中的功能部件，例如，這些實(shí)施例可以是需要計(jì)算針對(duì)腋窩、腹部、胸部、頸部淋巴結(jié)或其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測(cè)量結(jié)果的Integral Breast Workspace、2D/3D Philips US掃描機(jī)、所有Philips MRI掃描機(jī)(例如作為軟件功能部件)以及所有Philips CT掃描機(jī)和工作站的部分。本發(fā)明的分割方法還可以在其他成像設(shè)備上工作，例如CT、乳房X射線照相術(shù)、層析X射線攝影組合、PEM (正電子發(fā)射乳房X射線照相術(shù))，也可以用于身體內(nèi)的其他淋巴結(jié)，例如:腹部、胸部和頸部淋巴結(jié)等，或其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，將關(guān)于腋淋巴結(jié)來(lái)描述本發(fā)明；然而，本發(fā)明的教導(dǎo)要更加寬泛并且適用于在跟蹤或分析復(fù)雜生物學(xué)或機(jī)械系統(tǒng)時(shí)采用的任何設(shè)備或方法。具體而言，本發(fā)明的原理適用于生物系統(tǒng)的內(nèi)部跟蹤程序和身體中所有區(qū)域(例如肺、胃腸道、排泄器官、血管等)中的程序。附圖中描繪的元件可以實(shí)現(xiàn)于硬件和軟件的各種組合中并提供的功能可以在單個(gè)元件或多個(gè)元件中組合。附圖中示出的各種元件的功能可以通過(guò)利用專用硬件以及能夠與適當(dāng)軟件相關(guān)聯(lián)的、能夠運(yùn)行軟件的硬件來(lái)提供。在由處理器提供時(shí)，可以由單個(gè)專用處理器，由單個(gè)共享處理器，或由多個(gè)獨(dú)立的處理器(其中一些可能是共享的)來(lái)提供所述功能。此外，術(shù)語(yǔ)“處理器”或“控制器”的直接使用不應(yīng)被解釋為排他地指示能夠執(zhí)行軟件的硬件，可能暗含地包括，但不限于數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)硬件、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“ RAM”)、非易失性存儲(chǔ)器等。此外，本文中敘述本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例以及它們的具體范例的所有陳述都旨在涵蓋其等價(jià)結(jié)構(gòu)和功能。此外，這樣的等價(jià)物應(yīng)包括當(dāng)前已知的等價(jià)物以及將來(lái)發(fā)展出的等價(jià)物(即，發(fā)展出的執(zhí)行相同功能的任何元件，不論結(jié)構(gòu)如何)。因而，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本文中給出的方框圖表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明原理的說(shuō)明性系統(tǒng)部件和/或電路的概念視圖。類似地，將要理解，任何流程圖、作業(yè)圖等表示各種過(guò)程，這些過(guò)程基本可以在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中表示并且因而由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行，無(wú)論是否明確示出了這樣的計(jì)算機(jī)或處理器。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可以采取計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品能夠從計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)訪問(wèn)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)提供程序代碼以供計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或結(jié)合其使用。出于本說(shuō)明書的目的，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是可以包括、存儲(chǔ)、傳送、傳播或傳輸程序的任何設(shè)備，所述程序供指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用或結(jié)合其使用。所述介質(zhì)可以是電子的、磁的、光學(xué)的、電磁的、紅外的或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或設(shè)備或裝置)或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范例包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移除計(jì)算機(jī)磁盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、硬磁盤和光盤。光盤的當(dāng)前范例包括光盤-只讀存儲(chǔ)器(⑶-ROM)、光盤-讀/寫(⑶-R/W)和DVD?，F(xiàn)在參考附圖，其中相似的數(shù)字表示相同或相似的元件，首先參考圖1，方框圖/流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的用于執(zhí)行診斷程序(具體而言，利用實(shí)況反饋分割淋巴結(jié))的系統(tǒng)/方法。在方框12中，用戶通過(guò)界定搜索區(qū)域，例如在顯示的圖像中選擇淋巴結(jié)的中心，以及邊界像素，來(lái)開(kāi)始分割。顯示的圖像可以包括MR1、US、CT或其他類型數(shù)字成像模式中的一種或多種。如果采用來(lái)自多種成像模式的圖像，可以將該方法獨(dú)立應(yīng)用于每種圖像模式，或者可以將多個(gè)圖像配準(zhǔn)，并將該方法應(yīng)用于配準(zhǔn)的圖像。在方框14中，使用兩個(gè)點(diǎn)定義搜索區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇以中心像素為中心的圓形區(qū)域，其半徑是所選邊界像素的兩倍。在方框16中，將搜索區(qū)域高亮顯示。例如，通過(guò)“淡化”該區(qū)域外部所有圖像強(qiáng)度值來(lái)向用戶示出該搜索區(qū)域。例如，[img(x, y) = (img(x, y)+avg)/2]。這樣高亮顯示了中心像素周圍的圓形區(qū)域。
在方框18中，通過(guò)以規(guī)則的增量，例如I度的增量，沿徑向采樣，“展開(kāi)”搜索區(qū)域。展開(kāi)可以包括，例如從極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到笛卡爾坐標(biāo)。在方框20中，向展開(kāi)的圖像應(yīng)用邊緣濾波器，例如Canny濾波器，以找到可能的邊界像素，例如，邊界像素可以具有不同的屬性，例如顏色或紋理。在方框22中，針對(duì)展開(kāi)的圖像構(gòu)建有向圖。該圖包括針對(duì)每個(gè)像素的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接到其五個(gè)近鄰，例如在北、東北、東、東南、南方向上。通過(guò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否是可能的邊界像素(來(lái)自方框20)，遍歷是直的還是對(duì)角的，來(lái)確定賦予每個(gè)圖邊緣的權(quán)重。遍歷到“邊緣”節(jié)點(diǎn)具有代價(jià)，遍歷到“非邊緣”像素具有不同的代價(jià)，沿對(duì)角線遍歷具有又不同的代價(jià)。權(quán)重和代價(jià)可以取決于環(huán)境和應(yīng)用。在方框24中，將用戶選定的邊界像素用作起始節(jié)點(diǎn)，計(jì)算到達(dá)所有其他節(jié)點(diǎn)的代價(jià)函數(shù)，例如Dijkstra最小代價(jià)路徑。在方框26中，選擇初始目的地為所選邊界像素的剩余方向(例如西向)中緊鄰的像素。然后向用戶示出這樣確定的路徑作為可能的分割。在方框28中，在用戶在圖像附近移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，找到最近的節(jié)點(diǎn)，確定從當(dāng)前起始節(jié)點(diǎn)到該像素的路徑。這樣給用戶以中間分割和實(shí)況反饋。在方框30中，在用戶點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)鍵時(shí)，例如，鼠標(biāo)左鍵時(shí)，將當(dāng)前像素選作分割中的“固定”入口。這個(gè)位置變成新的起始節(jié)點(diǎn)，再次執(zhí)行方框26和方框28的計(jì)算。以這種方式，用戶能夠在可能難以識(shí)別的區(qū)域中棄用默認(rèn)的分割，但不要求用戶輸入每個(gè)像素。在很多情況下，用戶僅需要提供前兩個(gè)像素，將以充分的方式自動(dòng)計(jì)算路徑。在方框32中，達(dá)到最終分割結(jié)果。在方框34中，可以采用具有分割結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖像在方框36中進(jìn)行測(cè)量和/或執(zhí)行醫(yī)學(xué)程序，例如活檢、切除等。參考圖2-3，描繪了圖像(例如圖2A-2C示出了超聲圖像，圖3A-3F示出了磁共振圖像)以進(jìn)一步說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的原理的成像程序。在圖2A中，示出了 ALN的原始US圖像。在圖2B中，用戶通過(guò)定位中心像素(點(diǎn)202)和邊界像素(點(diǎn)204)來(lái)開(kāi)始圖1的分割方法。通過(guò)淡化圓形搜索區(qū)域外部的圖像向用戶顯示搜索區(qū)域(圓206)和線212中的可能的分割。線208示出了實(shí)況反饋。用戶將決定，保留實(shí)況反饋208和/或可能的分割212，或者僅僅是通過(guò)定位另一個(gè)種子像素來(lái)改變它。在圖2C中，最終分割結(jié)果被顯示為線214?？梢栽贛R圖像上應(yīng)用圖1的分割方法。在圖3A中，原始MR圖像示出了 ALN。可能需要額外的縮放以使MRI模擬臨床實(shí)踐。用戶在ALN周圍定位感興趣區(qū)域(ROI)形狀216，例如框。如圖3B中所示，向用戶示出了放大的圖像。在圖3C和3D中，如在圖1的方框30和32中那樣，執(zhí)行分割。選擇邊緣像素以生成邊界220。在圖3E中，示出了 MR圖像上的最終分割結(jié)果222。在圖3F中說(shuō)明性地示出了在利用分割方法之后，測(cè)量ALN長(zhǎng)軸和短軸、最大皮層厚度、ALN外皮和核面積和用于ALN診斷的不對(duì)稱值的范例。根據(jù)本發(fā)明的原理，這些實(shí)施例輔助使得ALN或其他內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的診斷更加客觀，消除人為誤差并通過(guò)減少診斷所需點(diǎn)擊次數(shù)簡(jiǎn)化了臨床中放射科醫(yī)師的工作流程。例如，對(duì)于大多數(shù)ALN，通過(guò)四次點(diǎn)擊，用戶可參測(cè)量ALN的:長(zhǎng)軸和短軸、最大皮層厚度、ALN皮層面積、ALN核面積、ALN核面積和皮層面積的比率以及ALN診斷所需的不對(duì)稱值。參考圖4，說(shuō)明性地示出了利用實(shí)況反饋提供多模分割方法的系統(tǒng)300。在圖示的實(shí)施例中，系統(tǒng)300可以包括超聲工作站或掃描機(jī)302或MRI掃描機(jī)304。盡管針對(duì)系統(tǒng)300說(shuō)明性地示出了這些掃描機(jī)，但是可以采用任何掃描機(jī)或成像裝備305在器官或結(jié)構(gòu)分割期間提供實(shí)況反饋圖像，例如CT、乳房X射線照相術(shù)等。提供工作站或控制臺(tái)306，其可以包括計(jì)算機(jī)處理器308、顯示器320、用戶接口 310 (包括例如鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等)和用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和軟件的存儲(chǔ)器312。軟件可以包括圖像處理和分割模塊314，其被配置為生成點(diǎn)和線，用于在實(shí)況程序期間如參考圖1所描述地分割圖像中的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)300實(shí)現(xiàn)了超聲和/或MR圖像的實(shí)時(shí)可視化，以許可用戶識(shí)別和分割身體內(nèi)部的淋巴結(jié)、癌癥、其他器官或生物材料。軟件模塊314被配置為改變圖像中的區(qū)域，以許可高亮顯示感興趣區(qū)域、縮放和測(cè)量最終分割的結(jié)構(gòu)。在特別有用的實(shí)施例中，系統(tǒng)300可以包括 Integral Breast Workspace 和 / 或包括 2D/3D Philips US 掃描機(jī)、和 / 或Philips MRI 掃描機(jī)。從一個(gè)或多個(gè)掃描機(jī)302、304、305等收集圖像，并饋送給工作站306以提供實(shí)況圖像。在觀看顯示器320上的圖像時(shí)，用戶運(yùn)行分割模塊314并通過(guò)用戶接口 310與圖像交互，以識(shí)別和分割對(duì)象322 (例如患者)體內(nèi)的器官或其他結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的原理，三位放射科醫(yī)師人工測(cè)量超聲圖像，然后是乳房MR圖像上13個(gè)ALN (62%陽(yáng)性)的長(zhǎng)軸、短軸和最大皮層厚度(MCT)。為了根據(jù)本發(fā)明的原理的分割方法能夠有效率地交互利用實(shí)況反饋描繪兩種模式上的ALN外皮和內(nèi)核，還采用了自動(dòng)計(jì)算測(cè)量結(jié)果。用戶通過(guò)選擇ALN的中心和邊界像素來(lái)開(kāi)始分割。為展開(kāi)的圖像構(gòu)造有向圖，計(jì)算Dijkstra的最小代價(jià)路徑。在用戶沿圖像移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，找到最近的節(jié)點(diǎn)，并確定從當(dāng)前起始節(jié)點(diǎn)到該像素的路徑。這給予了用戶中間分割和實(shí)況反饋。用戶能夠選擇當(dāng)前的像素作為分割中的“固定”入口。這個(gè)位置變?yōu)樾碌钠鹗脊?jié)點(diǎn)，用戶能夠在可能難以識(shí)別的區(qū)域中棄用默認(rèn)分割，但不需要他們輸入每個(gè)像素。在兩種模態(tài)上針對(duì)人工和計(jì)算機(jī)化的方法計(jì)算ALN平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差。人工和計(jì)算機(jī)化測(cè)量?jī)烧叩腢S和MR1-T2加權(quán)序列(P>0.05)之間以及每種模態(tài)上的人工和計(jì)算機(jī)化測(cè)量之間的長(zhǎng)軸、短軸和MCT測(cè)量是兼容的。因此，提供了本發(fā)明的原理的優(yōu)點(diǎn)，例如效率、人為誤差的減少、易用性等，而不損失精度，并大大改善了程序。利用實(shí)況反饋的計(jì)算機(jī)化多模態(tài)分割方法能夠幫助使ALN診斷更客觀、可重復(fù)且有效率。在解釋所附的權(quán)利要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解:a) “包括”一詞不排除存在給定權(quán)利要求中列出的那些之外的其他元件或動(dòng)作；b)元件前的用詞“一”不排除存在多個(gè)這樣的元件；c)權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不限制其范圍；d)可以由同一項(xiàng)目或硬件或軟件實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)或功能代表幾個(gè)“模塊”；并且e)除非特別指出，并不要求動(dòng)作有特定的順序。在描述了用于利用實(shí)況反饋進(jìn)行多模態(tài)分割的系統(tǒng)和方法的優(yōu)選實(shí)施例(意在是例示性的而非限制性的)之后，要指出的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員受以上教導(dǎo)的啟發(fā)能夠做出修改和變型。因此應(yīng)該理解，可以在所披露的公開(kāi)的特定實(shí)施例中做出改變，這些改變?cè)谒綑?quán)利要求界定出的所公開(kāi)實(shí)施例的范圍之內(nèi)。這樣描述了專利法要求的細(xì)節(jié)和特性之后，在所附權(quán)利要求中闡述了專利證書主張并希望保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種分割方法,包括: 通過(guò)在要分割的結(jié)構(gòu)的圖像中選擇兩個(gè)位置來(lái)界定(14)搜索區(qū)域； 對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣(18)以提供展開(kāi)的圖像； 對(duì)所述展開(kāi)的圖像進(jìn)行邊緣濾波(20)以確定所述圖像中可能的邊界像素； 針對(duì)所述展開(kāi)的圖像構(gòu)造(22)有向圖，所述構(gòu)造(22)是通過(guò)計(jì)算邊界像素之間的最小代價(jià)以確定所述圖的節(jié)點(diǎn)而進(jìn)行的； 利用實(shí)況圖像生成(26)可能的分割以供用戶核定；以及 根據(jù)所述用戶的跡線，連接(32)用于要分割的所述結(jié)構(gòu)的圖像的最終分割的節(jié)點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)選擇兩個(gè)位置界定(14)搜索區(qū)域包括選擇所述結(jié)構(gòu)的中心和所述結(jié)構(gòu)的邊界。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括淡化(16)所述搜索區(qū)域外部的像素以高亮顯示所述搜索區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣(18)包括以一度的間隔對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算(24)邊界像素之間的最小代價(jià)包括采用Dijkstra最小代價(jià)路徑。
6.如權(quán)利要求 1所述的方法，其中，連接(32)用于最終分割的節(jié)點(diǎn)包括尋找距從當(dāng)前起始節(jié)點(diǎn)開(kāi)始的所述跡線的路徑中的像素最近的節(jié)點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)的圖像包括以下中的一個(gè)或多個(gè):超聲圖像、磁共振圖像和乳房X射線照相術(shù)圖像。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)包括淋巴結(jié)。
9.一種分割方法,包括: 通過(guò)在要分割的結(jié)構(gòu)的圖像中選擇兩個(gè)位置來(lái)界定(14)搜索區(qū)域； 對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣(18)以提供展開(kāi)的圖像； 對(duì)所述展開(kāi)的圖像進(jìn)行邊緣濾波(20)以確定所述圖像中的可能的邊界像素； 針對(duì)所述展開(kāi)的圖像構(gòu)造(22)有向圖，所述構(gòu)造(22)是通過(guò)計(jì)算邊界像素之間的最小代價(jià)以確定所述圖的節(jié)點(diǎn)而進(jìn)行的； 利用實(shí)況圖像生成(26)可能的分割以供用戶核定； 利用所述圖像中用戶跟蹤的光標(biāo)來(lái)調(diào)節(jié)(28)所述可能的分割的邊界；以及通過(guò)包括生成的所述可能的分割的邊界并使用所述用戶調(diào)節(jié)的邊界而棄用所述可能的分割的任何生成的邊界，來(lái)連接(32)用于要分割的所述結(jié)構(gòu)的圖像的最終分割的節(jié)點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，通過(guò)選擇兩個(gè)位置界定(14)搜索區(qū)域包括選擇所述結(jié)構(gòu)的中心和所述結(jié)構(gòu)的邊界。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括淡化(16)所述搜索區(qū)域外部的像素以高亮顯示所述搜索區(qū)域。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣(18)包括以一度的間隔對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，計(jì)算(24)邊界像素之間的最小代價(jià)包括采用Dijkstra最小代價(jià)路徑。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，連接(32)用于最終分割的節(jié)點(diǎn)包括尋找距從當(dāng)前起始節(jié)點(diǎn)開(kāi)始的路徑中的像素最近的節(jié)點(diǎn)。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)的圖像包括以下中的一個(gè)或多個(gè):超聲圖像、磁共振圖像和乳房X射線照相術(shù)圖像。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)包括淋巴結(jié)。
17.—種分割系統(tǒng),包括: 處理器(308)； 耦合到所述處理器的存儲(chǔ)器(312)，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)分割模塊(314)，所述分割模塊被配置為: 通過(guò)在要分割的結(jié)構(gòu)的圖像中選擇兩個(gè)位置以界定(14)搜索區(qū)域； 對(duì)所述搜索區(qū)域進(jìn)行采樣(18)以提供展開(kāi)的圖像； 對(duì)所述展開(kāi)的圖像進(jìn)行邊緣濾波(20)以確定所述圖像中的可能的邊界像素； 針對(duì)所述展開(kāi)的圖像構(gòu)造(22)有向圖，所述構(gòu)造(22)是通過(guò)計(jì)算邊界像素之間的最小代價(jià)以確定所述圖的節(jié)點(diǎn)而進(jìn)行的； 利用實(shí)況圖像生成(26) 可能的分割以供用戶核定；以及 根據(jù)所述用戶的跡線，連接(32)用于要分割的所述結(jié)構(gòu)的圖像的最終分割的節(jié)點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括用戶接口(310)，所述用戶接口( 310)被配置為允許用戶選擇針對(duì)所述搜索區(qū)域和針對(duì)所述最終分割的邊界。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，采用Dijkstra最小代價(jià)路徑計(jì)算邊界像素之間的最小代價(jià)。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)的圖像包括以下中的一個(gè)或多個(gè):超聲圖像、磁共振圖像和乳房X射線照相術(shù)圖像。
21.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)包括淋巴結(jié)。
22.一種用于在醫(yī)學(xué)中使用的計(jì)算機(jī)工作站，包括: 分割系統(tǒng)，其具有處理器(308)和耦合到所述處理器的存儲(chǔ)器(312)； 用于第一用戶輸入的模塊(310，314)，其令所述處理器響應(yīng)于用戶在解剖結(jié)構(gòu)的圖像中選擇兩個(gè)或更多位置而生成可能的分割；以及 用于響應(yīng)于第二用戶輸入而生成最終分割的模塊(310，314)。
23.如權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)工作站，其中，解剖結(jié)構(gòu)的圖像是超聲圖像、乳房磁共振成像圖像、或超聲圖像和乳房磁共振成像圖像。
24.如權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)工作站，其中，解剖結(jié)構(gòu)的圖像是超聲圖像和乳房磁共振成像圖像，其中，所述超聲圖像配準(zhǔn)到所述乳房磁共振成像圖像。
25.如權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)工作站，其中，所述解剖結(jié)構(gòu)是腋淋巴結(jié)，所述分割包括報(bào)告腋淋巴結(jié)長(zhǎng)軸和短軸、最大皮層厚度、皮層面積、核面積、核面積和皮層面積的比率或不對(duì)稱值。
26.如權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)工作站，其中，用于第一用戶輸入的所述模塊包括用于調(diào)節(jié)(314)所述可能的分割的模塊。
全文摘要
一種分割系統(tǒng)和方法包括通過(guò)在結(jié)構(gòu)圖像中選擇兩個(gè)位置以界定(14)搜索區(qū)域，并且對(duì)搜索區(qū)域進(jìn)行采樣以提供展開(kāi)的圖像；對(duì)展開(kāi)的圖像進(jìn)行邊緣濾波(20)以確定圖像中可能的邊界像素；針對(duì)展開(kāi)的圖像構(gòu)造(22)有向圖，所述構(gòu)造(22)是通過(guò)計(jì)算(24)邊界像素之間的最小代價(jià)以確定所述圖的節(jié)點(diǎn)而進(jìn)行的；利用實(shí)況圖像生成(26)可能的分割以供用戶核定；根據(jù)所述用戶的跡線，連接(32)用于要分割的結(jié)構(gòu)的圖像的最終分割的節(jié)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK103140875SQ201180047740
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者L·邁內(nèi)爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司