肺測(cè)量的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及肺測(cè)量，并且尤其涉及用于提供肺對(duì)稱性信息的方法、肺測(cè)量設(shè)備、X射線圖像布置、計(jì)算機(jī)程序單元，以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]胸部X射線篩查例如是用于進(jìn)行對(duì)患者的肺中的肺異常和疾病的早期檢測(cè)與監(jiān)測(cè)的重要流程。醫(yī)學(xué)人員，例如，醫(yī)生或放射科醫(yī)師可以直接從胸部X射線圖像視覺(jué)檢測(cè)到異常。US 2009/0196481描述了一種用于通過(guò)分析胸部X射線圖像中的肺圖像的特性，基于所述分析的結(jié)果對(duì)胸部X射線圖像進(jìn)行分類并且顯示所述分類的結(jié)果來(lái)處理由X射線成像裝置拍攝的胸部X射線圖像中的每幅的方法。國(guó)立中山大學(xué)的“Computer-Aided Diagnosisin Chest Rad1graphs”討論了一種使用肺對(duì)稱性來(lái)評(píng)價(jià)胸部X射線圖像的方法。在做出關(guān)于胸部射線照片的判斷時(shí)，可以基于醫(yī)學(xué)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)形成關(guān)于肺病況的意見(jiàn)。例如，肺水腫是通常影響肺在胸部X射線中的外觀的疾病的范例，并且該疾病必須由醫(yī)學(xué)人員視覺(jué)監(jiān)測(cè)。肺水腫是液體在肺的氣室(air space)中的積聚。另一范例是肺炎，肺的炎癥病況。在兩種情況中，均采取胸部X射線圖像，例如在看到癥狀之前為了排除患者患病。然后可以由醫(yī)學(xué)專業(yè)人員詳細(xì)檢查該X射線圖像，并且對(duì)疾病的識(shí)別依賴于專業(yè)人員的技能。然而，解讀圖像提供的信息是具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)并且并不是所有的信息都是直接可見(jiàn)的。
[0003]Armato 等人的文章“Chest Rad1graphs:Evaluat1n of PotentialUtility”(Journal of Digital Imaging，第 12 卷，第 1 號(hào)，1999 年 2 月，第 34-42 頁(yè))描述了一種用于在數(shù)字后前位(PA)胸部射線照片中對(duì)異常不對(duì)稱的全自動(dòng)分析的方法。自動(dòng)的肺分割方法用于識(shí)別胸部射線照片中的充氣的肺區(qū)域。將每幅圖像中的經(jīng)分割的右肺區(qū)域和左肺區(qū)域的相對(duì)面積與正常圖像中的對(duì)應(yīng)的面積分布進(jìn)行比較，以確定異常不對(duì)稱的存在。
[0004]US 4538227描述了一種用于從X射線投影圖像提取針對(duì)活體的部分的體積信息的方法。使用圖像的灰階的方差和直方圖的分離度從最優(yōu)三元數(shù)據(jù)獲得該部分的邊界和質(zhì)心。使用灰階法從該數(shù)據(jù)獲得該部分的體積以及三維視圖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]可以存在對(duì)提供促進(jìn)另外的評(píng)估的步驟的關(guān)于患者的增強(qiáng)信息的需要。
[0006]本發(fā)明的目標(biāo)通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題得以解決，其中，另外的實(shí)施例并入從屬權(quán)利要求中。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的下述方面也應(yīng)用于用于提供肺對(duì)稱性信息的方法、肺測(cè)量設(shè)備、X射線成像布置、計(jì)算機(jī)程序單元以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于提供肺對(duì)稱性信息的方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]a)提供患者的胸部的2D X射線圖像數(shù)據(jù)；
[0009]b)分割所述圖像數(shù)據(jù)以提供從未經(jīng)分割的區(qū)分離的經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)，所述經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)包括具有對(duì)應(yīng)于肺結(jié)構(gòu)的第一選定區(qū)域和第二選定區(qū)域的肺掩模圖像
(31)；
[0010]c)使用從所述圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出的所述經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)從所述圖像數(shù)據(jù)提取空間肺體積彳g息；
[0011 ] d)使用所提取的空間肺體積信息來(lái)確定肺對(duì)稱性信息；以及
[0012]e)將所述肺對(duì)稱性信息提供給用戶，
[0013]其中，所述提取的步驟c)還包括:
[0014]cl)生成胸掩模圖像，其中，針對(duì)所述第一選定區(qū)域和所述第二選定區(qū)域，所述圖像數(shù)據(jù)是通過(guò)應(yīng)用表示軟組織的像素值而被去除的；
[0015]c2)從所述2D X射線圖像數(shù)據(jù)減去所述胸掩模圖像，以得到包括所述空間肺體積信息的僅為肺的圖像，并且
[0016]其中，所述確定的步驟d)還包括:
[0017]dl)對(duì)所述第一選定區(qū)域和所述第二選定區(qū)域的空間肺體積信息進(jìn)行求和。
[0018]基于對(duì)原始2D X射線圖像數(shù)據(jù)的分析，本發(fā)明有利地使得能夠向用戶，通常是醫(yī)學(xué)人員提供肺對(duì)稱性信息。該信息促進(jìn)由用戶對(duì)患者的肺的對(duì)稱性的客觀評(píng)估，得到由醫(yī)學(xué)人員進(jìn)行的更加可靠的診斷。所述肺對(duì)稱性是基于體積或空間信息的。這提供了超越在圖像本身中可見(jiàn)的知識(shí)的改進(jìn)的知識(shí)。對(duì)患者的情況的評(píng)估因此得以改進(jìn)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，獲得胸掩模圖像，所述胸掩模圖像包含對(duì)應(yīng)于周圍器官，S卩，肺的軟組織的灰度值。例如，在所述胸掩模圖像中，肺中的圖像數(shù)據(jù)被明亮的人造軟組織替換。該胸掩模圖像被從對(duì)應(yīng)于肺結(jié)構(gòu)的經(jīng)分割的區(qū)內(nèi)的原始圖像數(shù)據(jù)減去。
[0020]從而，能夠直接從所述X射線圖像數(shù)據(jù)獲得對(duì)肺體積的尤其可靠的估計(jì)。所述X射線圖像數(shù)據(jù)中的像素值與相關(guān)身體部分在對(duì)應(yīng)點(diǎn)處的體積之間的相關(guān)性得以加強(qiáng)，因此提供了準(zhǔn)確的體積估計(jì)。
[0021]根據(jù)一范例，在步驟a)中，所述2D X射線圖像數(shù)據(jù)被提供為在以下方向上采集的圖像數(shù)據(jù):al)后前方向或前后方向，或a2)被提供為與所述后前方向或所述前后方向以一角度對(duì)齊的傾斜方向，其中，所述圖像數(shù)據(jù)分別包括右肺和左肺的分離的圖像區(qū)域。
[0022]根據(jù)另外的范例，步驟b)還包括:bl)識(shí)別所述肺的左肺和右肺；或匕2)識(shí)別包圍所述左肺和所述右肺的所述肺的橫向邊界；并且步驟c)中的所述提取是是基于以下來(lái)提供的:cl)所述左肺和所述右肺；或c2)所述肺的所述橫向邊界。
[0023]根據(jù)另外的范例，所述方法還包括在步驟d)中:d2)對(duì)經(jīng)求和的空間肺體積信息應(yīng)用換算因數(shù)以獲得左肺體積表示和右肺體積表示；d3)計(jì)算所述左肺體積表示和所述右肺體積表示的總表示；以及d4)使用所述左肺體積表示和所述右肺體積表示以及所述總表示來(lái)生成所述肺對(duì)稱性信息。
[0024]根據(jù)另外的范例，所述換算因數(shù)為使用半值層(HVL)的倒數(shù)(inverse)的比例(scale)ο
[0025]例如，在圖像中生成1mm軟組織的圖像信號(hào)的倒數(shù)，所述圖像信號(hào)的倒數(shù)用對(duì)數(shù)域來(lái)表示。這=lmm/HVL[mm]。肺體積數(shù)據(jù)乘以該換算因數(shù)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，也提供了肺測(cè)量設(shè)備，包括接口單元、處理單元以及輸出單元。所述接口單元被配置為提供患者的胸部的2D X射線圖像數(shù)據(jù)。所述處理單元被配置為分割所述圖像數(shù)據(jù)以提供從未經(jīng)分割的區(qū)分離的經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)包括具有對(duì)應(yīng)于肺結(jié)構(gòu)的第一選定區(qū)域和第二選定區(qū)域的肺掩模圖像(31);，并且所述處理單元被配置為使用從所述圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出的經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)從所述圖像數(shù)據(jù)提取空間肺體積信息。
[0027]所述處理單元還被配置為生成胸掩模圖像，其中，針對(duì)所述第一選定區(qū)域和所述第二選定區(qū)域，所述圖像數(shù)據(jù)是通過(guò)應(yīng)用表示軟組織的像素值而被去除的，并且所述處理單元還被配置為從所述2D X射線圖像數(shù)據(jù)減去所述胸掩模圖像以得到包括所述空間肺體積信息的僅為肺的圖像，并且所述處理單元還被配置為對(duì)所述第一選定區(qū)域和所述第二選定區(qū)域的空間肺體積信息進(jìn)行求和，
[0028]所述處理單元還被配置為使用所提取的空間肺體積信息來(lái)確定肺對(duì)稱性信息。所述輸出單元被配置為將所述肺對(duì)稱性信息提供給用戶。
[0029]根據(jù)一范例，所述處理單元還被配置為在由所述分割定義的區(qū)中將預(yù)定調(diào)整應(yīng)用于經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)，以形成與未經(jīng)分割的區(qū)一起的胸掩模圖像。所述胸掩模圖像是這樣的圖像:在所述圖像中，所述肺中的圖像數(shù)據(jù)被在肺體積不是被空氣填充而是被周圍的軟組織填充時(shí)將被預(yù)計(jì)的值所替換。所述處理單元還被配置為從所述圖像數(shù)據(jù)減去所述胸掩模圖像，以導(dǎo)出所述空間肺體積信息。從由所述接口單元提供的所述2D X射線數(shù)據(jù)減去所述胸掩模圖像以得到僅為肺的圖像。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，也提供了一種X射線成像布置，所述X射線成像布置包括具有X射線源和X射線探測(cè)器的X射線圖像采集設(shè)備，以及根據(jù)以上提及的范例中的一個(gè)的肺測(cè)量設(shè)備。所述X射線圖像采集設(shè)備被配置為采集患者的胸部的圖像數(shù)據(jù)并將所述圖像數(shù)據(jù)提供到所述肺測(cè)量設(shè)備的接口。
[0031]根據(jù)另外的范例，所述X射線圖像采集設(shè)備向所述圖像采集設(shè)備提供曝光設(shè)置(exposure setting)。
[0032]術(shù)語(yǔ)“肺對(duì)稱性信息”定義能夠使用本申請(qǐng)中描述的方法計(jì)算的客觀數(shù)值或品質(zhì)因數(shù)?！胺螌?duì)稱性信息”為對(duì)定量醫(yī)學(xué)成像的貢獻(xiàn)。因此，肺對(duì)稱性信息，其也可以被稱作肺對(duì)稱性指數(shù)，可以自動(dòng)從射線照片被導(dǎo)出并通過(guò)用戶接口被客觀呈現(xiàn)給放射科醫(yī)師。換言之，肺對(duì)稱性指數(shù)是對(duì)一個(gè)肺關(guān)于另一個(gè)肺的偏差的定量量度。這樣的偏差，例如由肺的部分扭曲或變形引起的，可以是由液體在肺的氣室中的積聚或是由炎癥，例如，肺炎中存在的炎癥引起的。對(duì)肺對(duì)稱性信息的確定表示對(duì)在患者的第一個(gè)肺與第二個(gè)肺之間的非一致性的量度。對(duì)肺對(duì)稱性信息的確定也可以包括對(duì)在第一個(gè)肺與第二個(gè)肺之間的不均等或差異性的確定。對(duì)肺對(duì)稱性信息的確定可以反映一個(gè)肺相對(duì)于另一個(gè)肺在體積上的不同。
[0033]術(shù)語(yǔ)“肺結(jié)構(gòu)”涉及在胸部X射線圖像內(nèi)顯示肺組織的