序列圖像采集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于接收對象的現(xiàn)有輸入圖像數(shù)據(jù)的方法，其中所述輸入圖像包括一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域。由成像系統(tǒng)采集所述對象的參考圖像數(shù)據(jù)并且使與所述參考圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的掃描坐標(biāo)與所述輸入圖像的掃描坐標(biāo)配準(zhǔn)。由所述成像系統(tǒng)基于所述一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域采集所述對象的后續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
【專利說明】序列圖像采集方法
[0001]相關(guān)申請案的交叉引用
[0002]本申請是2007年3月30日提交的、標(biāo)題為“通過更新方法和系統(tǒng)進(jìn)行序列圖像采集(SEQUENTIAL IMAGE ACQUISITION WITH UPDATING METHOD AND SYSTEM) ” 的美國序列號N0.11/731，328的部分繼續(xù)申請，所述申請當(dāng)前是未決的。
【背景技術(shù)】
[0003]非侵入式成像廣泛地包括用于生成對象或人內(nèi)部結(jié)構(gòu)或區(qū)域的圖像的技術(shù)，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)或區(qū)域是視覺檢查以其他方式達(dá)不到的。非侵入式成像的最為人所知的用途之一是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，其中這些技術(shù)用于生成患者體內(nèi)以其他方式不可見的器官和/或骨的圖像。一類醫(yī)學(xué)非侵入式成像技術(shù)是基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖像生成，所述結(jié)構(gòu)圖像描繪成像區(qū)域的物理布置、組成或性質(zhì)。此類模式的實(shí)例包括基于X射線的技術(shù)，如CT和斷層合成。在這些基于X射線的技術(shù)中，以一個(gè)或多個(gè)視角測量患者的X射線衰減并且此信息用于生成成像區(qū)域的二維圖像和/或三維體積。
[0004]用于生成結(jié)構(gòu)圖像的其他模式可包括磁共振成像(MRI)和/或超聲。在MRI中，經(jīng)歷成像的組織經(jīng)受強(qiáng)磁場并且經(jīng)受無線電波擾動(dòng)，所述無線電波擾動(dòng)在身體組織基于其組成而自身排列和重新排列時(shí)，產(chǎn)生可測信號。這些信號隨后可用于重建結(jié)構(gòu)圖像，這些結(jié)構(gòu)圖像反映出組織基于這些不同旋磁響應(yīng)的物理布置。在超聲成像中，患者內(nèi)部結(jié)構(gòu)對聲波的不同反射用于重建內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的圖像。
[0005]其他類型的成像模式包括功能性成像模式，所述功能性成像模式可包括核醫(yī)學(xué)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層照相(SPECT)和正電子發(fā)射斷層照相(PET)。這些模式通常直接地或間接地檢測由引入患者體內(nèi)的放射性示蹤劑生成的光子或伽馬射線。基于結(jié)合有放射性示蹤劑的代謝產(chǎn)物(metaboland)、糖或其他化合物的類型，使放射性示蹤劑差異性地聚集在患者身體的不同部分，并且對所產(chǎn)生伽馬射線的測量可用于對示蹤劑的聚集進(jìn)行定位和成像。例如，腫瘤可相對于其他組織不合比例地使用葡萄糖，以使得可使用放射性標(biāo)記的脫氧葡萄糖檢測和定位腫瘤。
[0006]通常，相對彼此獨(dú)立地執(zhí)行使用不同模式的圖像采集事件。例如，當(dāng)前過程可涉及人工干預(yù)或第一、第二和/或后續(xù)圖像采集(使用相同或不同的成像模式)之間的相互作用，從而使得可由臨床醫(yī)生復(fù)查和評估初始圖像，以便提供用于后續(xù)圖像采集的參數(shù)(如感興趣體積或平面)。這往往會(huì)延長成像過程，導(dǎo)致較低的效率和患者周轉(zhuǎn)量。另外，此類勞動(dòng)密集型過程可能導(dǎo)致患者不舒服并且成像過程的成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種接收對象現(xiàn)有輸入圖像數(shù)據(jù)的方法，其中所述輸入圖像包括一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域。由成像系統(tǒng)采集對象的參考圖像數(shù)據(jù)，并且使與參考圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的掃描坐標(biāo)與輸入圖像的掃描坐標(biāo)配準(zhǔn)。由成像系統(tǒng)基于所述一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域采集對象的后續(xù)圖像數(shù)據(jù)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]在參考附圖閱讀以下詳細(xì)說明后，將更好地理解本發(fā)明實(shí)施例的這些和其他特征以及方面，在附圖中，類似的符號代表所有附圖中類似的部分，其中:
[0009]圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的一種用于處理圖像的方法的流程圖；
[0010]圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的斷層合成成像系統(tǒng)；
[0011]圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的組合成像系統(tǒng)；
[0012]圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的一種用于處理圖像的方法的流程圖；
[0013]圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的一種用于處理圖像的方法的流程圖；以及
[0014]圖6示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的一種用于處理圖像的方法的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種用于圖像采集和處理的方法
10。本說明書所述的方法可由具有單個(gè)成像模式的成像系統(tǒng)或具有多個(gè)成像模式的成像系統(tǒng)來實(shí)施。替代地，所述方法可在共享一個(gè)成像體積共用坐標(biāo)系的單獨(dú)成像系統(tǒng)中實(shí)施，或在坐標(biāo)系之間存在一個(gè)已知映射的情況下實(shí)施。所述方法包括使用從由一個(gè)成像模式采集的初始圖像中獲得的圖像或掃描參數(shù)，用于由同一或第二成像模式執(zhí)行的后續(xù)圖像采集。所述方法提供自動(dòng)化過程，由此初始圖像提供用于后續(xù)圖像采集的有關(guān)信息。
[0016]圖1中概述的方法以步驟12開始，在步驟12，采集初始圖像數(shù)據(jù)。如下文進(jìn)一步論述，數(shù)據(jù)采集可基于任何合適的成像模式，通常根據(jù)欲成像的特定解剖和/或病變或病理以及欲執(zhí)行的分析進(jìn)行選擇。舉例來說，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到:某些成像模式起作用的基本物理過程使得它們更適用于某些類型的組織或材料或生理過程，如軟組織，而非骨或其他更致密組織或物體的成像。此外，由模式執(zhí)行的掃描或檢查可基于特定設(shè)置或掃描參數(shù)來執(zhí)行，所述設(shè)置或掃描參數(shù)通常也由系統(tǒng)的物理特性規(guī)定，以便對特定組織或組分提供更高或更低對比度圖像、敏感性或不敏感性，等等。最終，可對已用對比劑或其他標(biāo)記物進(jìn)行處理的組織執(zhí)行圖像采集，所述其他標(biāo)記物是設(shè)計(jì)用于成像模式以便靶向或突出特定特征或關(guān)注區(qū)域的。例如，在CT系統(tǒng)中，步驟12的圖像數(shù)據(jù)采集通常是由操作員經(jīng)操作員工作站70 (參見圖2)與系統(tǒng)對接開始。讀出電子設(shè)備檢測由于掃描檢測器上的碰撞輻射所生成的信號，并且所述系統(tǒng)處理這些信號以產(chǎn)生有用的圖像數(shù)據(jù)。
[0017]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，提供初始圖像數(shù)據(jù)14作為來自步驟12的圖像采集過程的輸出。通常通過使用重建處理步驟，從圖像數(shù)據(jù)14生成圖像20(方框16)。這種重建處理可利用計(jì)算機(jī)實(shí)施的代碼和/或算法，所述代碼和/或算法例如是用于將頻率空間中的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)坐標(biāo)空間中的圖像。步驟16的圖像生成過程提供第一圖像20。第一圖像20可顯示或用作其他過程的輸入?？傮w上，例如，可由臨床醫(yī)生使用初始形成圖像20，來識(shí)別和分析作為初始診斷程序一部分的感興趣特征。
[0018]除了被提供用于圖像生成(如方框16中所執(zhí)行)外，還可處理和/或分析圖像數(shù)據(jù)14和/或初始圖像20(方框18)，來識(shí)別圖像數(shù)據(jù)14和/或圖像20內(nèi)的關(guān)注區(qū)域22。在一種實(shí)施方式中，識(shí)別步驟18可自動(dòng)或半自動(dòng)地執(zhí)行，由臨床醫(yī)生進(jìn)行有限復(fù)查或不復(fù)查。例如，識(shí)別步驟18可以是自動(dòng)化的并且可包括利用對初始圖像20和/或圖像數(shù)據(jù)14的計(jì)算機(jī)輔助檢測或診斷(CAD)評估，例如來對包含于初始圖像20和/或圖像數(shù)據(jù)14內(nèi)的可疑區(qū)域進(jìn)行檢測、標(biāo)記和分類。因此，在步驟18，可執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)CAD算法來執(zhí)行識(shí)別關(guān)注區(qū)域22的動(dòng)作。CAD算法通常將根據(jù)成像模式并且根據(jù)圖像中所表示的具體數(shù)據(jù)類型和解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。作為初始處理步驟，所成像的解剖結(jié)構(gòu)可自動(dòng)識(shí)別和/或精確定位在圖像內(nèi)，并且CAD算法和/或特定參數(shù)設(shè)置可基于所識(shí)別解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。參數(shù)設(shè)置可包括(但不限于)感興趣特征或區(qū)域的位置、視角、圖像分辨率、X射線或核醫(yī)學(xué)中所使用其他形式輻射的劑量水平、X射線管的光束能量水平設(shè)置、薄膜參數(shù)、超聲換能器功率水平設(shè)置、掃描持續(xù)時(shí)間、MRI脈沖序列、投影角等。在其他實(shí)施例中，可由用戶根據(jù)所識(shí)別的解剖結(jié)構(gòu)和/或其他操作需求手動(dòng)選擇參數(shù)設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，由用戶手動(dòng)選擇所顯示圖像中的關(guān)注區(qū)域并且自動(dòng)導(dǎo)出對應(yīng)的掃描參數(shù)。
[0019]CAD分析可識(shí)別各種感興趣特征22，包括其位置、疾病狀態(tài)、病變或任何其他感興趣解剖學(xué)或生理學(xué)特征。在一個(gè)實(shí)施例中，基于分析，選擇一個(gè)或多個(gè)靶區(qū)域，作為指定用于由相同或其他成像模式進(jìn)一步成像的區(qū)域。舉例來說，步驟18處所選擇靶區(qū)域22的后續(xù)成像可提供潛在病變的更大空間分辨率(例如，放大)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)使用來自初始視角和另外視角的圖像數(shù)據(jù)重建時(shí)，采集在所述另外視角的靶區(qū)域投影，以便改進(jìn)對定位在祀?yún)^(qū)域中的病變的3D表征。在一種實(shí)施方式中,基于CAD分析的輸出自動(dòng)選擇革巴區(qū)域22。在這樣一種實(shí)施方式中，例如，在CAD分析表明另外數(shù)據(jù)的采集和后續(xù)處理可揭示圖像中另外細(xì)節(jié)的情況下，在步驟18處，將選擇與此類細(xì)節(jié)的位置相對應(yīng)的靶區(qū)域22。
[0020]因此，方框18提供從圖像數(shù)據(jù)14和/或第一圖像20中識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域22。在所描繪實(shí)施例中，基于所述一個(gè)或多個(gè)所識(shí)別的關(guān)注區(qū)域22和/或包含于所述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)特征，導(dǎo)出掃描參數(shù)26(方框24)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)出掃描參數(shù)26的動(dòng)作24可包括，例如，基于如通過例如斷層合成所提供的輸入投影和/或重建3-D數(shù)據(jù)而對解剖結(jié)構(gòu)的分類和/或定位。同樣，在其他實(shí)施方式中，導(dǎo)出動(dòng)作24可包括對診斷或情境感興趣其他解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的定位和/或識(shí)別。這些可包括用于識(shí)別需要更多徹底掃描的地方的結(jié)構(gòu)標(biāo)記物，如BB或其他放置在患者身體上或身體內(nèi)的物體。此外，導(dǎo)出掃描參數(shù)26的動(dòng)作24還可包括識(shí)別某些類型的組織及其在圖像平面上的范圍，以使得所采集的后續(xù)圖像可僅聚焦在那些區(qū)域上。例如，在斷層合成乳房X光成像中，以三維方式采集初始圖像20，例如使得可找到成像乳房的皮膚線(skin-line)。一旦獲得皮膚線，則可從斷層合成圖像數(shù)據(jù)中提取相關(guān)掃描參數(shù)26，以使得例如由超聲模式采集的后續(xù)圖像可僅聚焦在由皮膚線劃界的區(qū)域上，從而使超聲掃描時(shí)間和總體成像程序時(shí)間最小化。在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，采集由患者胸部區(qū)域的很少(兩個(gè)或更多個(gè))投影組成的斷層合成數(shù)據(jù)集。CAD處理步驟可針對懷疑存在癌病變，分析每個(gè)投影圖像。通過適當(dāng)組合來自兩個(gè)或更多個(gè)投影圖像的信息，可識(shí)別可疑病變的3D位置，并且可采集這些區(qū)域的另外投影，例如以便增加CAD結(jié)果的置信度，或獲得用于表征病變的更多信息，或執(zhí)行對含有可疑病變的區(qū)域的高分辨率重建?；诘谝唤M投影圖像所選擇的掃描參數(shù)可包括視角、準(zhǔn)直儀設(shè)置，例如以便重建關(guān)注區(qū)域的視場，從而減小患者劑量等。在一個(gè)實(shí)施例中，含有可疑肺結(jié)節(jié)的關(guān)注區(qū)域可用不同的X射線能量設(shè)置(不同的kVp)成像?，F(xiàn)在可使用所述另外的信息以便確定所述結(jié)節(jié)是否鈣化，從而給出關(guān)于結(jié)節(jié)惡性腫瘤的信息。在后續(xù)分析或重建步驟中，從第一組中采集的所有投影圖像以及從所有隨后采集步驟中采集的那些投影圖像可結(jié)合使用。
[0021]在一些實(shí)施例中，導(dǎo)出掃描參數(shù)26的動(dòng)作(方框24)還可包括結(jié)合來自患者先前掃描的圖像數(shù)據(jù)，用于解剖學(xué)變化檢測中，即，以上檢查與當(dāng)前檢查之間所產(chǎn)生的組織變化。在所示實(shí)施例中，導(dǎo)出動(dòng)作還可包括使用CAD進(jìn)行的變化檢測例程，其中檢測后續(xù)檢查之間存在的患者的解剖學(xué)和/或生理學(xué)變化。此類變化檢測程序還可由臨床醫(yī)生手動(dòng)執(zhí)行，臨床醫(yī)生可視覺比較從后續(xù)檢查中獲得的圖像。在其他實(shí)施例中，可進(jìn)行變化檢測，以使得所成像的解剖結(jié)構(gòu)與表示“標(biāo)稱解剖結(jié)構(gòu)”的“圖集”進(jìn)行比較。其他實(shí)施例可包括基于非對稱性進(jìn)行的差異檢測，例如在乳房成像中實(shí)施的，由此，乳房X光通常并排顯示以用于檢測右乳房與左乳房之間的非對稱性差異?？蛇M(jìn)一步使用這種技術(shù)來確定某些區(qū)域是否需要通過相同或不同成像模式進(jìn)行更多徹底掃描。在一個(gè)實(shí)施例中，從初始圖像20和/或圖像數(shù)據(jù)14獲得掃描參數(shù)26的過程是自動(dòng)化的，而在其他實(shí)施例中，這個(gè)過程可借助于操作員或臨床醫(yī)生進(jìn)行。
[0022]步驟24處導(dǎo)出的掃描參數(shù)26可配置或控制另外一個(gè)掃描(方框28)，其中可由用于采集初始圖像的同一成像模式或由不同的成像模式獲得第二組圖像數(shù)據(jù)31。此類掃描參數(shù)26可包括感興趣特征或區(qū)域的位置、視角、圖像分辨率、X射線或核醫(yī)學(xué)中所使用其他形式輻射的劑量水平、X射線管的光束能量水平設(shè)置、薄膜參數(shù)、超聲換能器功率水平設(shè)置、掃描持續(xù)時(shí)間、MRI脈沖序列、投影角等。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，采集第二組圖像數(shù)據(jù)31的過程是自動(dòng)化的，不需要任何人工干預(yù)。在其他實(shí)施例中，臨床醫(yī)生/操作員可幫助和/或介入采集和/或分析第二圖像數(shù)據(jù)31。例如，在乳房成像中，可通過由X射線投影組成的標(biāo)準(zhǔn)乳房X光或斷層合成數(shù)據(jù)集形成初始圖像20。因此，后續(xù)數(shù)據(jù)集31可由另一個(gè)基于X射線的模式采集，從而提供另外的X射線投影或射線照片，或由基于非X射線的成像模式(如超聲或MRI)采集?？商幚砗罄m(xù)采集的圖像數(shù)據(jù)31 (方框32)以生成一個(gè)或多個(gè)第二另外圖像33。
[0024]因此，基于第一圖像20或圖像數(shù)據(jù)14導(dǎo)出的掃描參數(shù)26提供合適的信息，以使得可最佳地生成后續(xù)生成圖像33。換句話說，第二圖像33的采集是基于第一圖像20或圖像數(shù)據(jù)14中識(shí)別的屬性或區(qū)域定制的。因此，例如，第二圖像33可聚焦于總體上在第一圖像20中識(shí)別為具有可疑或不規(guī)則特征(即，關(guān)注區(qū)域22)的組織和/或骨架結(jié)構(gòu)某些部分。例如，可以增強(qiáng)那些感興趣可疑區(qū)域22的空間分辨率和/或?qū)Ρ榷鹊姆绞讲杉诙D像33。在示例性實(shí)施例中，如果使用超聲采集第二圖像33，則對初始圖像20的分析可確定應(yīng)在何種程度上使用具體超聲模式來采集第二圖像33。示例性超聲模式可包括多普勒超聲、應(yīng)變成像、復(fù)合超聲成像、成像角(用于被操控的超聲)等。
[0025]如所示實(shí)施例中描繪的，第二圖像33可顯示(方框34)在顯示裝置(如監(jiān)視器)上并且呈現(xiàn)給臨床醫(yī)生。此外，在一些實(shí)施例中，可以與上文關(guān)于第一圖像20和/或第一圖像數(shù)據(jù)14所述類似的方式評估第二圖像33和/或第二圖像數(shù)據(jù)31，以便識(shí)別另外的感興趣特征或區(qū)域和/或?qū)С鲇糜诹硗獠杉膮?shù)設(shè)置。也就是說，第二圖像33和/或第二圖像數(shù)據(jù)31可經(jīng)歷自動(dòng)化分析，以識(shí)別從中獲得另外掃描參數(shù)的關(guān)注區(qū)域。所述分析步驟還可基于來自第一采集和第二采集的組合數(shù)據(jù)。因此，此信息可用于后續(xù)圖像采集中來生成具有在第一和第二圖像和/或其相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)中所識(shí)別的所需特征的另外圖像。[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，第二圖像33可與第一圖像20組合(方框35)來生成組合圖像36。組合圖像36可如上所述顯示(方框34)。組合第一圖像20與第二圖像33的動(dòng)作35可包括例如基于圖像中識(shí)別的界標(biāo)，使第一圖像20與第二圖像33配準(zhǔn)。組合圖像的動(dòng)作還可包括基于來自第一和第二采集的組合圖像數(shù)據(jù)14、33進(jìn)行的單個(gè)組合重建步驟。配準(zhǔn)還可基于基準(zhǔn)標(biāo)記物或基于由導(dǎo)航系統(tǒng)(例如，嵌入在超聲探頭中的位置/取向傳感器)提供的位置/方向信息進(jìn)行。配準(zhǔn)還可基于將上述基準(zhǔn)標(biāo)記物等與解剖學(xué)界標(biāo)組合起來的混合方法。
[0027]此外，在組合第一圖像20與第二圖像33時(shí)，可使用多模式CAD來組合來自多個(gè)模式的信息，從而同時(shí)調(diào)節(jié)用于診斷目的的數(shù)據(jù)。例如，通過利用存在于第一圖像20和第二圖像33的組合中和/或組合圖像36中的多模式信息，可調(diào)節(jié)或增強(qiáng)對疾病和/或解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的檢測和/或分類以及對各種生理過程的功能研究。
[0028]另外，組合第一圖像20與第二圖像33的動(dòng)作35可包括并排顯示第一圖像20與第二圖像33。替代地，圖像20、33可每次顯示一個(gè)，例如使得可使用來自兩個(gè)圖像的CAD分析來指出每個(gè)圖像中的特定關(guān)注區(qū)域。應(yīng)考慮到，以上圖像組合可通過任意數(shù)量的采集圖像(即，兩個(gè)或更多個(gè)圖像)來執(zhí)行，并且兩個(gè)圖像的組合僅僅作為實(shí)例描述以簡化論述。
[0029]在方法10的一個(gè)示例性實(shí)施例中，對圖像20、33和/或圖像數(shù)據(jù)14、31的評估和對關(guān)注區(qū)域22的識(shí)別是完全自動(dòng)化的，掃描參數(shù)26的提取也是如此。此外，在這樣一種實(shí)施方式中，后續(xù)圖像也可自動(dòng)采集并且可進(jìn)而促進(jìn)另外的自動(dòng)化圖像采集和/或分析。
[0030]以上關(guān)于圖1所述的方法10可在圖2所示的成像系統(tǒng)40中實(shí)施。在所示實(shí)施例中，系統(tǒng)40是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)用于采集原始圖像數(shù)據(jù)和處理圖像數(shù)據(jù)以供顯示和分析的斷層合成系統(tǒng)。在圖2所示實(shí)施例中，成像系統(tǒng)40包括鄰近可移動(dòng)和可配置準(zhǔn)直儀44定位的X射線輻射源42，所述準(zhǔn)直儀44例如可用于對所述源42發(fā)射的X射線光束成形或定向。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，X射線輻射源42的源通常是X射線管。
[0031]準(zhǔn)直儀44允許輻射流46進(jìn)入受試者(如人類患者48)定位于其中的區(qū)域。輻射50的一部分穿過或繞過受試者并且沖擊檢測器陣列(總體上表示為參考數(shù)字52)。所述陣列的檢測器元件產(chǎn)生表示入射X射線光束強(qiáng)度的電信號。采集并處理這些信號以便重建受試者體內(nèi)特征的圖像。
[0032]源42由系統(tǒng)控制器54控制，所述系統(tǒng)控制器54供應(yīng)用于斷層合成檢查序列的功率信號和控制信號。此外，檢測器52連接到系統(tǒng)控制器54上，所述系統(tǒng)控制器54命令檢測器52中所生成信號的采集。系統(tǒng)控制器54還可執(zhí)行各種信號處理和過濾功能，如用于動(dòng)態(tài)范圍的初始調(diào)節(jié)、數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的交錯(cuò)等等?？傮w上，系統(tǒng)控制器54命令成像系統(tǒng)的操作以便執(zhí)行檢查協(xié)議并處理采集數(shù)據(jù)。在當(dāng)前上下文中，系統(tǒng)控制器54還包括通?；谕ㄓ没?qū)Ｓ脭?shù)字計(jì)算機(jī)的信號處理電路；用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序和例程以及配置參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)的相關(guān)存儲(chǔ)器電路；接口電路等。
[0033]在圖2所示實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器54連接到移動(dòng)子系統(tǒng)56上。移動(dòng)子系統(tǒng)56提供源、準(zhǔn)直儀(位置和孔形狀/尺寸)、檢測器和患者支撐物(如果存在的話)中的一個(gè)或多個(gè)的定位信息。移動(dòng)子系統(tǒng)56啟用將要相對于患者48移動(dòng)的X射線源42、準(zhǔn)直儀44和檢測器52。應(yīng)指出，移動(dòng)子系統(tǒng)56可包括臺(tái)架或C形臂，并且源、準(zhǔn)直儀和檢測器可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。因此，系統(tǒng)控制器54可用于操作臺(tái)架或C形臂。在一些實(shí)施例中，移動(dòng)子系統(tǒng)56還可使源42或上面安放患者的支撐物線性地移位或平移。因此，在一些實(shí)施例中，源和患者還可相對于彼此線性地移位。源、準(zhǔn)直儀和檢測器的其他軌跡也是可能的。在一些實(shí)施例中，可通過使用可單獨(dú)尋址的源點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)不同視角的采集。
[0034]另外，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可由設(shè)置在系統(tǒng)控制器54內(nèi)的X射線控制器60控制輻射源。具體來說，X射線控制器60配置用于向X射線源42提供功率信號和計(jì)時(shí)信號。電動(dòng)機(jī)控制器62可用于控制移動(dòng)子系統(tǒng)56的移動(dòng)。
[0035]此外，系統(tǒng)控制器54還示出為包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)64。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，檢測器52連接至系統(tǒng)控制器54，并且更具體來說連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)64。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)64接收檢測器52的讀出電子設(shè)備所收集的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)64通常接收來自檢測器52的采樣模擬信號并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以用于由計(jì)算機(jī)66后續(xù)處理。
[0036]計(jì)算機(jī)66通常連接至系統(tǒng)控制器54。由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)64收集的數(shù)據(jù)可發(fā)送至計(jì)算機(jī)66并且此外發(fā)送至存儲(chǔ)器68。應(yīng)理解，這樣一種示例性系統(tǒng)40可使用用于存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的任何類型存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)66配置用于實(shí)施根據(jù)上述方法10的在對關(guān)注區(qū)域的識(shí)別和分類中所需的CAD算法。計(jì)算機(jī)66還配置用于通過操作員工作站70接收來自操作員的命令和掃描參數(shù)，所述操作員工作站70通常配備有鍵盤和其他輸入裝置。操作員可通過輸入裝置控制系統(tǒng)40。因此，操作員可觀察重建圖像和其他與來自計(jì)算機(jī)66的系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)、啟動(dòng)成像等。替代地，如上所述，計(jì)算機(jī)66可接收自動(dòng)或半自動(dòng)生成的掃描參數(shù)26或響應(yīng)于系統(tǒng)40的先前圖像采集而生成的命令。
[0037]連接至操作員工作站70的顯示器72可用于觀察重建圖像并控制成像。另外，還可將掃描圖像在打印機(jī)73上打印，所述打印機(jī)73可連接至計(jì)算機(jī)66和操作員工作站70。此外，操作員工作站70還可連接至圖片存檔與通信系統(tǒng)(PACS)74。應(yīng)指出，PACS74可連接至遠(yuǎn)程系統(tǒng)76、放射科信息系統(tǒng)(RIS)、醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)或連接至內(nèi)部或外部網(wǎng)絡(luò)，以使得處于不同位置的其他系統(tǒng)可獲得對所述圖像和所述圖像數(shù)據(jù)的訪問。
[0038]應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步指出，計(jì)算機(jī)66和操作員工作站76可連接至其他輸出裝置，所述其他輸出裝置可包括標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)監(jiān)視器和相關(guān)處理電路。一個(gè)或多個(gè)操作員工作站70可進(jìn)一步連接在系統(tǒng)內(nèi)，用于輸出系統(tǒng)參數(shù)、請求檢查、查看圖像等。通常，設(shè)在系統(tǒng)內(nèi)的顯示器、打印機(jī)、工作站和類似裝置可以是數(shù)據(jù)采集部件的本地裝置，或者可以是這些部件的遠(yuǎn)程裝置，例如設(shè)在機(jī)構(gòu)或醫(yī)院內(nèi)的其他地方，或者設(shè)在完全不同的位置，通過互聯(lián)網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)等一個(gè)或多個(gè)可配置網(wǎng)絡(luò)連接到圖像采集系統(tǒng)。
[0039]系統(tǒng)40是用于實(shí)施圖1中所述方法10的單個(gè)成像模式的實(shí)例。在所述方法的示例性實(shí)施方式中，首先執(zhí)行患者48的斷層合成掃描，其中解剖學(xué)部分被從X射線源42發(fā)出的X射線照射。此類解剖學(xué)區(qū)域可包括患者的乳房、肺、脊椎等，如由移動(dòng)子系統(tǒng)56促進(jìn)的。由檢測器52檢測發(fā)射穿過患者48的X射線，所述檢測器52將代表所投影X射線的電信號數(shù)據(jù)提供給系統(tǒng)控制器54。在對那些信號數(shù)字化后，將數(shù)據(jù)提供給計(jì)算機(jī)66，所述計(jì)算機(jī)66在一個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行圖像重建并實(shí)施CAD算法以識(shí)別可疑區(qū)域和/或?qū)Σ煌慕馄蕦W(xué)結(jié)構(gòu)分類。
[0040]因此，在這樣一個(gè)X射線成像程序中，可采用初始圖像來識(shí)別關(guān)注區(qū)域，如由計(jì)算機(jī)66執(zhí)行的。在這樣做時(shí)，可獲得用于后續(xù)圖像采集和處理的所需掃描參數(shù)。例如，通過CAD分析對可疑區(qū)域的識(shí)別可自動(dòng)觸發(fā)由成像系統(tǒng)40以另外的視角、在更高分辨率下或使用不同的分辨率或曝光參數(shù)對關(guān)注區(qū)域進(jìn)行的另外X射線采集，以便增強(qiáng)后續(xù)圖像信息，如分辨率、形狀和尺寸信息及其他相關(guān)特性。例如，基于第一圖像中獲得的掃描參數(shù)，計(jì)算機(jī)66可引導(dǎo)系統(tǒng)控制器54特別是X射線控制器60和電動(dòng)機(jī)控制器62來定位X射線源、準(zhǔn)直儀、檢測器和患者48，其方式為從所需視角朝向關(guān)注區(qū)域引導(dǎo)和準(zhǔn)直X射線光束。因此，可采集另外的投影圖像來提供關(guān)注區(qū)域的改進(jìn)且更詳細(xì)的圖像。一旦采集并形成圖像，所述圖像可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器68中以供進(jìn)一步檢索或通過顯示器72呈現(xiàn)給臨床醫(yī)生，用于評估和診斷目的。例如，可針對“硬”區(qū)域(例如，乳房區(qū)域中的密集區(qū)域)請求附加采集，在這些區(qū)域中初始采集未穿透到足以獲得可接受的圖像質(zhì)量的程度。此類區(qū)域可使用CAD類型的系統(tǒng)識(shí)別(例如，通過用高置信度來確定未能分類為“正?！被颉傲夹浴钡膮^(qū)域)，或臨床醫(yī)生可指定“硬”區(qū)域或含有可疑病變的區(qū)域。
[0041]現(xiàn)在參照圖3，將示例性組合超聲和斷層合成(US/T0M0)成像系統(tǒng)90描繪為實(shí)施圖1所示方法10中所使用的示例性系統(tǒng)。示例性US/T0M0圖像分析系統(tǒng)90包括斷層合成掃描部件，所述部件包括配置用于發(fā)射X射線穿過含有患者44的成像體積的X射線源96和配置用于通過計(jì)時(shí)信號和控制信號控制X射線源96的操作的X射線控制電路98。另外，所包含的X射線掃描部件包括X射線檢測器100，所述X射線檢測器100配置用于檢測源96發(fā)出的由患者48衰減后的X射線。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，源96和X射線檢測器100可以多種方式在結(jié)構(gòu)上關(guān)聯(lián)。例如，源96和X射線檢測器100均可安裝在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)臺(tái)架或C形臂上。X射線源96進(jìn)一步連接至X射線控制器98，所述X射線控制器98配置用于將功率信號和計(jì)時(shí)信號提供給X射線源96。
[0042]在所描繪的系統(tǒng)中，由檢測器采集電路102采集來自X射線檢測器100的信號。檢測器采集電路102配置用于提供通常執(zhí)行來促進(jìn)合適圖像生成的任何轉(zhuǎn)換(如模數(shù)轉(zhuǎn)換)或處理(如圖像標(biāo)準(zhǔn)化、增益校正、偽影校正等)。此外，檢測器采集電路102可配置用于采集診斷質(zhì)量圖像，如通過使用前瞻性或回顧性選通技術(shù)。使用這樣一種技術(shù)時(shí)，例如在投影域和/或重建圖像域中使用配準(zhǔn)以便考慮解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的呼吸期和/或移動(dòng)可能是有益的。在這樣的實(shí)施例中，采集的圖像質(zhì)量高于患者44呼吸的實(shí)施例中的圖像質(zhì)量，并且不需針對呼吸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行任何補(bǔ)償或校正。
[0043]示例性US/T0M0圖像分析系統(tǒng)90還包括超聲掃描部件，包括超聲換能器92。另夕卜，示例性US/T0M0圖像分析系統(tǒng)90包括配置用于采集來自超聲換能器92的信號的超聲采集電路94。超聲采集電路94配置用于提供通常執(zhí)行來促進(jìn)合適圖像生成的任何轉(zhuǎn)換或處理。在一個(gè)實(shí)施例中，如虛線所描繪，電動(dòng)機(jī)控制器99也配置用于響應(yīng)于提供給電動(dòng)機(jī)控制器99的掃描參數(shù)(如從US/T0M0分析電路112)而移動(dòng)或以另外的方式定位超聲換能器92，如下所述。
[0044]在所描繪的實(shí)施例中，將所采集的超聲和/或斷層合成信號提供給US/T0M0圖像處理電路104。為簡單起見，將US/T0M0圖像處理電路104描繪為單個(gè)部件，但如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，這個(gè)電路實(shí)際上可實(shí)施為每個(gè)成像模式的離散或不同電路。相反，所提供電路可配置用于處理超聲和斷層合成信號并且用于由此生成相應(yīng)超聲和斷層合成圖像和/或體積。可將所生成超聲和斷層合成圖像和/或體積提供給圖像顯示電路106，用于在顯示器108上查看或從打印機(jī)110中打印出來。
[0045]另外，在所描繪的實(shí)施例中，將超聲和斷層合成圖像提供給US/T0M0分析電路112。US/ΤΟΜΟ分析電路112根據(jù)分析例程(如計(jì)算機(jī)可執(zhí)行例程，包括可在通用或?qū)Ｓ秒娐飞线\(yùn)行的CAD)分析超聲和/或斷層合成圖像和/或體積。具體來說，在一個(gè)實(shí)施例中，US/ΤΟΜΟ分析電路112配置用于指定惡性腫瘤存在的概率和/或?qū)⒔M織區(qū)域分類以用于確定與現(xiàn)有病理相關(guān)聯(lián)的置信水平。因此，在得益于第二輪數(shù)據(jù)采集的情況下，潛在病理的分類將得到改進(jìn)，從而提高診斷的置信度。例如，電路112可進(jìn)一步適用于測量在相應(yīng)超聲和斷層合成圖像中或在組合US/ΤΟΜΟ圖像數(shù)據(jù)中可視覺或自動(dòng)識(shí)別的病變惡性腫瘤特性。US/ΤΟΜΟ分析電路112可識(shí)別和/或測量惡性腫瘤特性，如關(guān)于TOMO圖像數(shù)據(jù)中所觀察到的病變的形狀、血管特性、鈣化和/或?qū)嶓w性。
[0046]因此，在實(shí)施圖1所示的方法10中，US/T0M0分析電路112可對由X射線檢測器100采集的第一圖像實(shí)施CAD分析，以識(shí)別關(guān)注區(qū)域。在下文中，US/T0M0分析電路112采集來自那些關(guān)注區(qū)域的掃描參數(shù)，以便自動(dòng)提示超聲換能器/檢測器92采集關(guān)注區(qū)域的第二圖像或采集具有所需分辨率或圖像質(zhì)量的圖像。因此，這可包括執(zhí)行對整個(gè)體積的超聲掃描，以便例如確認(rèn)由X射線系統(tǒng)所采集圖像中獲得的“負(fù)性”分類。此外，在關(guān)注區(qū)域的第二圖像中采集的超聲圖像數(shù)據(jù)可用于補(bǔ)充從X射線數(shù)據(jù)集獲得的CAD輸出，例如，將斷層合成X射線數(shù)據(jù)集中的檢測特征分類為囊腫(cyst)或塊(mass)。如果需要進(jìn)一步評估，則可例如使用應(yīng)變成像或多普勒成像，來采集另外的超聲數(shù)據(jù)集。另外，可能需要使用被稱為“復(fù)合”的超聲掃描方法，其中通過來自不同視角的超聲對關(guān)注區(qū)域進(jìn)行多重掃描。使用這樣一種技術(shù)可顯著改進(jìn)超聲掃描的總體圖像質(zhì)量并進(jìn)一步提高關(guān)注區(qū)域中解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的分類置信度。此外，在一些實(shí)施例中，來自超過一個(gè)模式(如來自斷層合成或CT和超聲)的信息或成像數(shù)據(jù)可用于進(jìn)一步改進(jìn)圖像質(zhì)量。在2007年3月19日提交的標(biāo)題為“多模式乳房 X 射線重建方法和系統(tǒng)(Mult1-modality Mammography Reconstruction Method andSystem)”的美國專利申請序列號N0.11/725,386中論述使用來自多個(gè)模式的圖像數(shù)據(jù)的一些示例性技術(shù)實(shí)例，所述申請以其全部內(nèi)容通過弓I用結(jié)合在此。
[0047]US/T0M0分析電路112還連接至電動(dòng)機(jī)控制器99用于在后續(xù)X射線采集中定位X射線源96。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，在對由X射線檢測器100采集的第一圖像進(jìn)行的CAD分析識(shí)別關(guān)注區(qū)域后，可在另外的視角采集這些關(guān)注區(qū)域的另外X射線圖像。以此方式，可改進(jìn)使用這兩組圖像重建的圖像質(zhì)量，從而產(chǎn)生成像區(qū)域的更好表征和CAD結(jié)果中的更高
置信度。
[0048]此外，US/T0M0分析電路112可自動(dòng)檢測例如可測量惡性腫瘤特性的病變，如通過使用閾值標(biāo)準(zhǔn)或?qū)㈥P(guān)注區(qū)域分段的領(lǐng)域中已知其他技術(shù)。替代地，臨床醫(yī)生或其他觀察者可在超聲或斷層合成圖像和/或體積(如在顯示器108上觀察到的圖像)中的任一者或兩者中手動(dòng)檢測病變或其他關(guān)注區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，基于初始掃描，臨床醫(yī)生可例如通過視覺檢查初始圖像來手動(dòng)識(shí)別R0I。類似地，基于初始掃描，臨床醫(yī)生還可手動(dòng)選擇將由系統(tǒng)40在后續(xù)成像掃描中使用的掃描參數(shù)。臨床醫(yī)生隨后可通過輸入裝置114(如鍵盤和/或鼠標(biāo))識(shí)別用于由US/T0M0分析電路112分析的病變。另外，為促進(jìn)分析，US/T0M0分析電路112或圖像處理電路104可使超聲或斷層合成圖像配準(zhǔn)，以使得每個(gè)圖像中彼此相對應(yīng)的相應(yīng)區(qū)域?qū)?zhǔn)。以此方式，在一個(gè)模式圖像中識(shí)別的區(qū)域也可在其他模式生成的圖像中被適當(dāng)識(shí)別。例如，可變形配準(zhǔn)例程(或其他考慮到患者運(yùn)動(dòng)的配準(zhǔn)例程)可由US/T0M0圖像處理電路104或由US/T0M0分析電路112執(zhí)行，以便使相應(yīng)圖像適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)、平移和/或變形來實(shí)現(xiàn)所需的區(qū)域?qū)?yīng)性。在超聲和斷層合成數(shù)據(jù)被連續(xù)地采集或在模式之一(如超聲)的數(shù)據(jù)采集期限比其他模式(如斷層合成)更長的情況下，此類可變形配準(zhǔn)可能是所希望的。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，實(shí)現(xiàn)所需程度的配準(zhǔn)或?qū)?yīng)性的其他配準(zhǔn)技術(shù)(如剛性配準(zhǔn)技術(shù))也可結(jié)合本發(fā)明使用。
[0049]雖然輸入裝置114可用于允許臨床醫(yī)生識(shí)別超聲或斷層合成圖像中的關(guān)注區(qū)域，但輸入裝置114還可用于將操作員輸入提供給US/T0M0圖像分析電路112。這些輸入可包括配置信息或其他可選擇欲執(zhí)行的分析例程或可影響這種分析例程的操作的輸入，如通過指定分析例程考慮到的變量或因素。此外，可將輸入提供給US/T0M0圖像分析電路112，所述輸入來自數(shù)據(jù)庫116或可能含有結(jié)合到對超聲和斷層合成圖像和/或體積的分析中的信息或因素的其他醫(yī)療史源。
[0050]圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的一種用于圖像采集和處理的方法110。本說明書所述的方法可由具有單個(gè)成像模式的成像系統(tǒng)或具有多個(gè)成像模式的成像系統(tǒng)實(shí)施。所述方法包括使用現(xiàn)有的輸入圖像，所述輸入圖像可以是關(guān)注區(qū)域已被識(shí)別并且是已知的先前圖像，或來自表示包括已知關(guān)注區(qū)域的標(biāo)稱解剖結(jié)構(gòu)的圖集。如果使用圖集，則感興趣解剖學(xué)區(qū)域是已知的。例如，可由臨床醫(yī)生指定特定器官或解剖結(jié)構(gòu)/解剖學(xué)特征進(jìn)行掃描。在先前圖像的情況下，某個(gè)關(guān)注區(qū)域(例如，某個(gè)惡性腫瘤的位置，或異常結(jié)構(gòu))可能已由臨床醫(yī)生畫出輪廓，或可能已通過CAD系統(tǒng)或類似過程或其任何組合(例如，用戶輔助CAD等)自動(dòng)識(shí)別。輸入圖像可能已由一個(gè)成像模式獲得并且可用于由同一或不同的成像模式(或其組合，即在多模式系統(tǒng)的情況下)執(zhí)行的后續(xù)圖像采集中。
[0051]圖4中概述的方法以步驟120開始，在步驟120中，接收輸入圖像。所述輸入圖像可以是與患者先前圖像或掃描相對應(yīng)的圖像，其中如上所述，關(guān)注區(qū)域是已知的或來自表示已知關(guān)注區(qū)域的標(biāo)稱解剖結(jié)構(gòu)的圖集。任選地，還可在步驟120中接收與輸入圖像對應(yīng)的輸入圖像數(shù)據(jù)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，輸入圖像可包括一組原始(未重建)X射線投影圖像，而不是重建體積圖像(或在重建體積圖像之外還包括一組原始X射線投影圖像)。
[0052]在步驟122中采集參考圖像數(shù)據(jù)。所述參考圖像數(shù)據(jù)可使用任何合適的成像模式來采集，成像模式可以是與用于獲得輸入圖像的模式相同的模式或不同的模式。根據(jù)本說明書所公開的示例性實(shí)施例，參考圖像數(shù)據(jù)包括執(zhí)行配準(zhǔn)所需的足夠數(shù)據(jù)。也就是說，為了這個(gè)應(yīng)用目的，參考圖像數(shù)據(jù)和參考圖像是指含有用于執(zhí)行輸入圖像與參考圖像配準(zhǔn)的充足信息的數(shù)據(jù)和/或由此導(dǎo)出的重建體積。例如，在成像系統(tǒng)包括X射線斷層合成成像系統(tǒng)的情況下，參考圖像數(shù)據(jù)可僅包括采集到的幾個(gè)X射線斷層合成投影視圖。例如，以10度相隔的3-5個(gè)視圖。在成像系統(tǒng)包括用于乳房成像的超聲成像系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)例中，參考圖像數(shù)據(jù)包括所執(zhí)行的超聲探頭部分掃描，這足以識(shí)別皮膚線的輪廓。在步驟124中，重建參考圖像數(shù)據(jù)以生成參考圖像，如步驟126中所示。在步驟128中，執(zhí)行配準(zhǔn)以使輸入圖像與參考圖像配準(zhǔn)，從而使得每個(gè)圖像中的彼此相對應(yīng)的相應(yīng)關(guān)注區(qū)域?qū)?zhǔn)。也就是說，基于參考圖像來執(zhí)行輸入圖像與參考圖像坐標(biāo)系(即，與參考成像系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系)的配準(zhǔn)。以此方式，在輸入圖像中識(shí)別的關(guān)注區(qū)域可在隨后使用同一模式或不同模式采集的圖像中被適當(dāng)識(shí)別。這種配準(zhǔn)可基于重建參考圖像(基于參考圖像數(shù)據(jù)而重建的)，或可基于參考圖像數(shù)據(jù)本身。例如，關(guān)注區(qū)域可通過由臨床醫(yī)生放置的標(biāo)記物來標(biāo)記，并且輸入與參考數(shù)據(jù)集之間的配準(zhǔn)可基于找到所述標(biāo)記物在參考圖像數(shù)據(jù)中(例如，在斷層合成投影圖像中)的位置來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，配準(zhǔn)不是高度精確的，并且可基于粗尺度重建的參考圖像。在另一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行配準(zhǔn)步驟，并且如果配準(zhǔn)結(jié)果的置信度不夠高，則參考圖像數(shù)據(jù)集可通過采集另外的參考圖像數(shù)據(jù)(例如，另外的斷層合成投影)來增大，以便獲得具有高置信度的配準(zhǔn)結(jié)果(在重復(fù)重建參考圖像和配準(zhǔn)的步驟之后)。
[0053]在步驟130中，生成與輸入圖像中的關(guān)注區(qū)域相對應(yīng)的掃描參數(shù)并應(yīng)用來獲得后續(xù)圖像數(shù)據(jù)。掃描參數(shù)包括關(guān)于關(guān)注區(qū)域(ROI)相對于當(dāng)前成像系統(tǒng)的位置的信息。在前一個(gè)配準(zhǔn)步驟中已建立這種空間關(guān)系。例如，掃描參數(shù)可包括準(zhǔn)直儀設(shè)置以便在后續(xù)掃描中照射ROI但避免使其他解剖區(qū)域暴露，從而減小患者的X射線劑量。掃描參數(shù)還可包括超聲探頭位置，以使得通過超聲僅僅掃描包括ROI的小區(qū)域，從而減少掃描所需的時(shí)間。位置掃描參數(shù)還可包括布置用于執(zhí)行采集的系統(tǒng)部件的控制位置，和用于控制采集源的位置、方向或取向的邏輯位置參數(shù)。
[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)指出，為了導(dǎo)出掃描參數(shù)的目的，配準(zhǔn)不需要是高度精確的，因此使用例如粗尺度(或分辨率降低的)參考圖像重建進(jìn)行配準(zhǔn)可以是足夠的。掃描參數(shù)還可確定成使得在后續(xù)圖像數(shù)據(jù)采集中，沒有采集到冗余信息(即，來自參考圖像的已經(jīng)存在的信息，如利用相同視角和相同X射線技術(shù)的投影數(shù)據(jù))。此外，掃描參數(shù)還可包括感興趣特征或區(qū)域的位置、視角、圖像分辨率、X射線或核醫(yī)學(xué)中所使用其他形式輻射的劑量水平、X射線管的光束能量水平設(shè)置、薄膜參數(shù)、超聲換能器功率水平設(shè)置、掃描持續(xù)時(shí)間、MRI脈沖序列、投影角等。
[0055]在步驟132中，在后續(xù)采集中采集后續(xù)圖像數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，采集后續(xù)圖像數(shù)據(jù)的過程是自動(dòng)化的，不需要任何人工干預(yù)。操作員可復(fù)查用于后續(xù)采集的掃描設(shè)置(例如，疊加在參考圖像和/或輸入圖像上的掃描區(qū)域的顯示)。在其他實(shí)施例中，臨床醫(yī)生/操作員可幫助和/或介入采集和/或分析后續(xù)圖像數(shù)據(jù)。在步驟134中，重建后續(xù)圖像數(shù)據(jù)以生成后續(xù)圖像，如步驟136中所示。圖5示出另一個(gè)實(shí)施例，其中來自步驟122的參考圖像數(shù)據(jù)與步驟132中獲得的后續(xù)圖像數(shù)據(jù)一起使用來在步驟134中生成或重建后續(xù)圖像。
[0056]如所示實(shí)施例中所描繪，在步驟138中，可將步驟134中獲得的后續(xù)圖像顯示在顯示裝置(如監(jiān)視器)上并且呈現(xiàn)給臨床醫(yī)生。此外，在一些實(shí)施例中，可評估后續(xù)圖像和/或后續(xù)圖像數(shù)據(jù)以識(shí)別另外感興趣特征或區(qū)域和/或?qū)С鲇糜诹硗獠杉膮?shù)設(shè)置，如圖6步驟137和139中所示。也就是說，后續(xù)圖像和/或后續(xù)圖像數(shù)據(jù)可經(jīng)歷自動(dòng)化分析(或半自動(dòng)化分析或臨床醫(yī)生分析)，以識(shí)別從中獲得另外掃描參數(shù)的關(guān)注區(qū)域，如圖1中所示并且在本說明書中參照圖1所述。所述分析步驟還可基于來自參考圖像采集和后續(xù)采集的組合數(shù)據(jù)。因此，此信息可用于另外圖像采集中來生成具有在參考和后續(xù)圖像和/或其相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別的所需特征的另外圖像。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，提供將步驟134中生成的后續(xù)圖像與步驟120中接收的輸入圖像組合起來的步驟140，以便在步驟142中生成組合圖像。步驟142中生成的組合圖像可如上所述在步驟138中顯示。更具體來說，120中接收的輸入圖像數(shù)據(jù)可在步驟140中與來自步驟134的后續(xù)圖像數(shù)據(jù)組合起來以在步驟142中生成“組合圖像”。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸入圖像數(shù)據(jù)可在步驟140中與參考圖像數(shù)據(jù)和后續(xù)圖像數(shù)據(jù)組合起來以在步驟142中生成組合圖像。這可能是關(guān)節(jié)重建，或者如果現(xiàn)有輸入圖像數(shù)據(jù)來自不同的模式，則也可以是使用來自不同模式(例如，X射線斷層合成和超聲)的數(shù)據(jù)進(jìn)行的重建。例如，步驟140中執(zhí)行的組合還可包括來自步驟120的輸入圖像數(shù)據(jù)與步驟134中使用的后續(xù)圖像數(shù)據(jù)或后續(xù)圖像數(shù)據(jù)和參考圖像數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)，這可能僅僅是在步驟128中執(zhí)行的配準(zhǔn)的精確化。步驟142中生成的組合圖像可在步驟138中顯示。
[0058]另外，來自步驟124、134的參考圖像和后續(xù)圖像可并排顯示。替代地，圖像124、134可每次顯示一個(gè)。應(yīng)考慮到，以上圖像組合可通過任意數(shù)量的采集圖像(還包括輸入圖像)，即兩個(gè)或更多個(gè)圖像來執(zhí)行，并且兩個(gè)圖像的組合僅僅作為實(shí)例描述以簡化論述。
[0059]如本說明書所述，可通過先前掃描(例如，從相同或不同模式)或從圖集(例如，具有標(biāo)記器官等)提供輸入圖像數(shù)據(jù)。例如，在斷層合成中，可執(zhí)行一個(gè)(或幾個(gè))圖像的采集，隨后使所述輸入圖像與這個(gè)參考圖像數(shù)據(jù)配準(zhǔn)。執(zhí)行關(guān)注區(qū)域的圖像采集，即，其中X射線光束準(zhǔn)直會(huì)聚至以關(guān)注區(qū)域?yàn)橹行牡男^(qū)域。類似地，在組合式斷層合成/超聲(具有自動(dòng)化US掃描)系統(tǒng)中，可移動(dòng)超聲探頭，從而使得首先掃描準(zhǔn)備配準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)，接著對在斷層合成掃描中識(shí)別為可疑的區(qū)域執(zhí)行靶掃描。例如，在胸部的斷層合成成像中，可在最初幾個(gè)圖像中識(shí)別某些解剖學(xué)結(jié)構(gòu)(肺、心臟、肋骨/鎖骨、隔膜)。斷層合成序列中的后續(xù)圖像隨后準(zhǔn)直會(huì)聚至關(guān)注區(qū)域(例如，肺)。所識(shí)別的關(guān)注區(qū)域還可在采集期間不斷地更新?？珊苋菀鬃R(shí)別這種方法的其他應(yīng)用。配準(zhǔn)還可基于放置在體積內(nèi)的標(biāo)記物(例如，放置在成像患者皮膚上或可疑病變附近的標(biāo)記物)。所述過程隨后包括以幾個(gè)圖像對解剖結(jié)構(gòu)成像、識(shí)別圖像內(nèi)的標(biāo)記物，并采集聚焦在由所述標(biāo)記物限定的或與所述標(biāo)記物處于已知空間關(guān)系的關(guān)注區(qū)域上的另外數(shù)據(jù)。
[0060]在這個(gè)示例性實(shí)施例中，現(xiàn)有的先前數(shù)據(jù)集或輸入數(shù)據(jù),包括來自患者先前掃描的數(shù)據(jù)或來自圖集的圖像數(shù)據(jù)，可在關(guān)注區(qū)域已識(shí)別的情況下用作初始圖像。通過使用現(xiàn)有的先前數(shù)據(jù)集或輸入圖像數(shù)據(jù)而不是掃描和采集這個(gè)圖像，此實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了劑量減小、掃描時(shí)間減少以及圖像采集更快。對于與先前或標(biāo)準(zhǔn)方法相同的劑量預(yù)算，通過允許獲得更多關(guān)注區(qū)域的圖像，還可實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的圖像質(zhì)量。
[0061]盡管本說明書僅僅示出并且描述本發(fā)明的某些特征，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)想到許多修改和改變。因此，將要理解，所附權(quán)利要求書意圖覆蓋本發(fā)明的真實(shí)精神范圍內(nèi)的所有修改和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，所述方法包括: 接收具有一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域的輸入圖像； 采集對象的參考圖像數(shù)據(jù)； 使所述輸入圖像與所述參考圖像數(shù)據(jù)或由所述參考圖像數(shù)據(jù)重建的參考圖像中的一個(gè)配準(zhǔn)；以及 采集所述對象的所述一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域的后續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中配準(zhǔn)包括: 從所述參考圖像數(shù)據(jù)或所述參考圖像的至少一個(gè)中分別提取與標(biāo)記物位置相對應(yīng)的信息。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 基于所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)重建后續(xù)圖像。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 至少基于所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)和所述參考圖像數(shù)據(jù)重建后續(xù)圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輸入圖像包括來自先前圖像采集的先前圖像或來自圖集的圖像中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域包括解剖結(jié)構(gòu)或生理過程的功能信息中的至少一個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 從所述參考圖像數(shù)據(jù)或所述參考圖像中的一個(gè)生成掃描參數(shù)，其中在采集所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用所述掃描參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述掃描參數(shù)包括位置參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述位置參數(shù)包括用于布置用于執(zhí)行采集的系統(tǒng)部件的控制位置、用于控制位置的邏輯位置參數(shù)、采集源的方向或取向中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中由操作員在采集所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)之前復(fù)查所述掃描參數(shù)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 接收與所述輸入圖像對應(yīng)的輸入圖像數(shù)據(jù)； 組合所述輸入圖像數(shù)據(jù)與所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)和所述參考圖像數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)來重建組合圖像。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用成像模式采集所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)，所述成像模式不同于用于獲得所述輸入圖像數(shù)據(jù)的成像模式。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 從所述后續(xù)圖像生成第二掃描參數(shù)，其中在附加采集中應(yīng)用所述第二掃描參數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中由與所述后續(xù)圖像相同的模式或與所述后續(xù)圖像不同的模式中的一個(gè)執(zhí)行所述附加采集。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 存儲(chǔ)所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)或所述后續(xù)圖像中的至少一個(gè)。
16.一種包括計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀指令的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀指令在由處理器執(zhí)行時(shí)，引起所述處理器執(zhí)行一種方法，所述方法包括:接收具有一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域的輸入圖像； 采集對象的參考圖像數(shù)據(jù)； 使所述輸入圖像與所述參考圖像數(shù)據(jù)或由所述參考圖像數(shù)據(jù)重建的參考圖像中的一個(gè)配準(zhǔn)；以及 采集所述對象的所述一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域的后續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求16所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括: 基于所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)重建后續(xù)圖像。
18.如權(quán)利要求16所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),進(jìn)一步包括: 至少基于所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)和所述參考圖像數(shù)據(jù)重建后續(xù)圖像。
19.如權(quán)利要求16所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述輸入圖像包括來自先前圖像采集的先前圖像或來自圖集的圖像中的至少一個(gè)。
20.如權(quán)利要求16所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)域包括解剖結(jié)構(gòu)或生理過程的功能信息中的至少一個(gè)。
21.如權(quán)利要求16所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),進(jìn)一步包括: 從所述參考圖像數(shù)據(jù)或所述參考圖像中的一個(gè)生成掃描參數(shù)，其中在采集所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用所述掃描參數(shù)。
22.如權(quán)利要求16所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，進(jìn)一步包括: 接收與所述輸入圖像對應(yīng)的輸入圖像數(shù)據(jù)； 組合所述輸入圖像數(shù)據(jù)與所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)和所述參考圖像數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)來重建組合圖像。
23.如權(quán)利要求16所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中使用成像模式采集所述后續(xù)圖像數(shù)據(jù)，所述成像模式不同于用于獲得所述輸入圖像數(shù)據(jù)的成像模式。
24.如權(quán)利要求16所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),進(jìn)一步包括: 從所述后續(xù)圖像生成第二 掃描參數(shù)，其中在附加采集中應(yīng)用所述第二掃描參數(shù)。
25.如權(quán)利要求24所述的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中由與所述后續(xù)圖像相同的模式或與所述后續(xù)圖像不同的模式中的一個(gè)執(zhí)行所述附加采集。
【文檔編號】G06T11/00GK104011773SQ201280063084
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
【發(fā)明者】B.E.H.克勞斯 申請人:通用電氣公司