CN102083370B - 多模式计算机辅助诊断系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种诊断系统,具有包括用于处理多模式图像的处理器的图像加载器以及同时显示多模式图像的图像浏览器,所述多模式图像中的至少一种是乳房X射线检查图像,所述处理包括基于计算机辅助诊断工具生成诊断信息。
Description
背景技术
目前,乳房X射线摄影术是筛查乳腺癌首选的方法。然而,当有必要进行进一步评估时,常常将其他乳腺成像检查用于补充乳房X射线检查。例如,通常将超声用于对乳房X射线摄影术中发现的病变或乳房X射线检查中不可见的可触知的病变做进一步评估。超声还用于对年轻妇女(即,年龄为30-50岁)的致密乳腺进行成像,并且特别用于通过触诊或通过其他成像模式一般难以发现的囊肿和纤维瘤的情况。磁共振图像(MRI)能够用于对可疑发现物的进一步评估,因为MRI由于其地质特性(topographicproperties)、更大的视野和更强的软组织联系而具有出众的检测灵敏度。研究表明,乳房X射线摄影术漏检的病变中的10-30%在MRI中是可见的。
目前,为了包括各种模式的所有优点,医师兼顾乳房X射线检查和/或超声来阅读MRI。这是耗时且困难的过程。此外,MRI、乳房X射线检查和/或超声中的乳腺病变需要以快速且精确的方式检测和归类。
发明内容
本文所描述的示范性实施例包括具有图像加载器的系统,该图像加载器包括用于处理多模式图像的处理器,多模式图像中的至少一种是乳房X射线检查图像,该处理包括基于计算机辅助诊断工具和同时显示多模式图像的图像浏览器生成诊断信息。
附图说明
图1示出了根据示范性实施例的系统的示意图。
图2示出了可以用于图1的系统的示范性显示屏幕。
图3示出了根据示范性实施例的方法的流程图。
具体实施方式
以下示范性实施例涉及用于同时分析多模式的图像的计算机辅助诊断(CAD)系统。然而,应该认识到,尽管是关于用于诊断乳腺癌的图像模式描述了示范性实施例,还可以类似地诊断其他疾病或病症。
图1示出了根据示范性实施例的系统100的示意图。例如,系统100是用于诊断乳腺癌的CAD系统。系统100包括图像加载器110和图像浏览器120。图像加载器110被用于加载从多医学成像模式中采集的、将在图像浏览器120上处理和显示的图像150。例如,多模式图像150包括MRI图像150a、超声图像150b和乳房X射线检查图像150c。然而,本领域的技术人员应当理解,还可以处理和显示其他类型的模式图像或附加数目的模式图像,并且系统100可能适于其他病症或疾病的检测,这些疾病的检测可能需要MRI图像150a、超声图像150b或乳房X射线检查图像150c之外的模式图像。例如,用于监测肿瘤扩散的CT图像和/或非乳房X射线检查的X射线图像可以备选地被添加到一幅或多幅图像中或可以替换一幅或多幅图像。
图像加载器110包括处理器130和/或存储器140。处理器130处理将在图像浏览器120上显示的多模式图像150。多模式图像150或者暂时地或者永久地存储在存储器140中。图像加载器110能够接收和处理来自一个或多个图像扫描器的多模式图像150,图像加载器110连接到图像扫描器上。因此,例如,图像加载器110连接到MRI扫描器上用以接收和处理MRI图像150a,连接到超声扫描器上用以接收和处理超声图像150b,以及连接到X射线扫描器上用以接收和处理乳房X射线检查图像150c。本领域的技术人员应当理解,图像加载器110可以根据实际情况附加地或备选地连接到CT扫描器或其他模式类型的扫描器上。
此外,经处理的多模式图像150可以存储在存储器140中以用于将来的检索和处理而非即时处理。因此,实际使用过程中,图像加载器110不需要连接到任何的图像扫描器上,因为存储器140能够存储先前扫描的多模式图像150,可以之后对多模式图像150进行处理。因此,图像加载器的处理器130可以处理存储的多模式图像150,使得可以将图像150同时显示在图像浏览器120上。
备选地,图像加载器110可以连接到至少一种图像扫描器上,使得可以之后采集并在图像加载器110的存储器140中存储尚未直接扫描和由图像加载器110接收到的模式的任何图像。例如,系统100可以连接到MRI扫描器上,MRI扫描器生成由图像加载器110接收到的MRI图像150a。超声和乳房X射线检查图像150b和150c,或诸如CT图像的备选模式图像可能已经存储在存储器140上。图像加载器110可以处理来自各种源(即,存储器140、MRI扫描器)的多模式图像用于在图像浏览器120上显示。
本领域的技术人员应当理解,可以以任意多种方式将图像存储在存储器140中,例如,通过与可以从那里下载图像的网络位置的连接、通过与闪存卡的连接,或通过与图像存档及通信系统(PACS)的连接。
例如,图像浏览器120是CRT显示装置、LCD显示装置、等离子体显示装置或能够显示多模式图像150的任何其他的显示模块。本领域的技术人员应当理解,图像浏览器120还可以是依照FDA对诊断乳房X射线检查的要求用于乳房X射线检查显示的5MP监视器。
图2示出了图像浏览器120的示范性实施例,图像浏览器120显示了工具条160,以及MRI图像150a、超声图像150b、乳房X射线检查图像150c以及包括患者信息和随访报告的报告170。工具条160包括针对各种系统功能的菜单和/或图标。MRI图像包括所有的图像序列,诸如,例如造影前和造影后的图像、T1和T2加权的图像和其他重建的图像、最大强度投影(MIP)和在不同视图[冠状的、轴向的和径向的]中的多平面重建(MPR)以及时间/强度曲线。例如,乳房X射线检查图像包括斜侧(medio-lateral)(ML)视图和上下(crano-caudal)(CC)视图。例如,超声图像包括2D、3D或多维中的实时视频和/或数字图像。同时显示多模式图像150,使得可以直接在各模式间比较图像150。
图像加载器110和图像浏览器120可具体化为包括计算系统和监视器的单个工作站,使得多模式图像150可以由计算系统的处理器130处理并在计算机监视器上显示。然而,本领域的技术人员应当理解,在本公开的宗旨范围内可以使用任何的处理和显示模块。
在图像浏览器120上显示的工具条160包括针对将由处理器130处理的各种工具功能的菜单和图标。医师例如通过触摸图像浏览器120或使用一个或多个输入装置与工具条160进行交互,其中,图像浏览器120是触敏屏幕,所述输入装置是诸如连接到图像浏览器120或图像加载器110上的鼠标和/或键盘。系统100可以包括窗宽/窗位(window/level)控制和感兴趣区域的工具。医师(例如,放射科医师)使用这些工具标记在任意多模式图像150中可见的可疑病变。标记感兴趣区域后,这些区域被保存到文档中以用于随后的重新观察和分析。该文档可以存储在存储器140中。控制工具还可以包括允许从存储器140中加载存储的图像的功能。其他的控制工具可以包括保存、打开、改变视图、缩放等。本领域的技术人员应当理解,还可以包括其他窗宽/窗位控制工具。
工具条160还可以包括其他图像分析工具,诸如,例如图像相减、图像分割和用于分析预选定病变的其他高级功能。医师将图像相减用于观察图像间的不同,该图像可以是造影后的图像减去造影前的图像,以提高增强的病变的醒目度。当在造影剂施用之前病变或病变背景表现出高信号时,这种方法可能特别有用。图像相减还用于医师评估MRI中可疑病变的动态增强,常常称为时间-强度曲线。根据在不同时间捕获的一系列造影后的图像生成这种曲线。该曲线还可以在图像浏览器120上显示。
可以交互使用用于图像分割的工具来识别感兴趣的病变,所述图像分割的工具诸如是自适应阈值、固定阈值和/或灰度级形态学。还可以辅助识别感兴趣区域的其他分割工具包括区域生长、活动轮廓、椭圆拟合等。图像分割工具还可包括诸如血管抑制工具的分割增强工具。这些高级功能工具用于分析预选定的病变。高级功能工具可以包括提取工具,该提取工具可以从选定的病变中提取特征(例如,形状、纹理)并使用先前诊断病例的数据库澄清感兴趣的病变是良性或是恶性,先前诊断病例的数据库可以存储在系统100的存储器140中。高级功能工具还可以生成与评估相关的置信百分比和随访报告,该置信百分比和随访报告可以在图像浏览器120上的报告部分170中显示。
除了以上描述的功能工具,系统100可能能够分辨出医师不可见的感兴趣区域,或医师已经忽略了的那些感兴趣区域。可以在图像150上标记这些病变,用于医师使用工具条160的工具做进一步分析。
本发明的示范性方法200如图3所示,在图3中,在步骤210中经由图像加载器110加载多模式图像150并在步骤220中在图像浏览器120上显示多模式图像150。随后,可以在步骤230中识别感兴趣区域并在步骤240中分析这些感兴趣区域。可以以各种方式加载多模式图像150。加载多模式图像150可能要求图像加载器110连接到图像扫描器(即,MRI扫描器、超声扫描器、用于乳房X射线检查的X射线扫描器)的一个或一些组合,使得可以由图像扫描器扫描并数字化一幅或多幅多模式图像150,并由图像加载器110接收一幅或多幅多模式图像150用于处理。备选地,从图像加载器110的存储器140中加载多模式图像150,在存储器140中可能已经预先存储了各种多模式图像150。还可以从模式扫描的任意组合以及从图像加载器110的存储器140先前存储的图像的检索中将多模式图像150加载到图像加载器110。
在步骤220中,图像浏览器显示多模式图像150,以及工具条160和报告170。图像浏览器120的显示可以分为分立的各部分,使得工具条160、报告170和每种模式的图像150在分立的部分中显示。例如,如果模式为MRI、超声和乳房X射线检查,这三种最常用的用于诊断乳腺癌的图像模式,那么每种模式在图像浏览器120的分立的部分中显示。例如,图2示出了在第一部分显示的MRI图像150a、在第二部分显示的超声图像150b,以及在第三部分显示的乳房X射线检查图像150c。
MRI图像可以包括造影前和造影后的图像、T1和T2加权的图像。本领域的技术人员应当理解,造影剂可以用于MRI以勾画感兴趣区域。本领域的技术人员还应当理解,可以将T1和T2加权的图像用于生成时间/强度曲线。这些曲线也可以在第一部分中显示。第一部分还可以包括附加的空间,用于其他可以辅助诊断的MRI图像或图表,诸如重建的图像(例如,相减的图像,不同视图[冠状的、轴向的和径向的]中的MIP和MPR,以及时间/强度曲线)。第二部分的超声图像150可以是静止图像或是超声的视频循环。
第三部分的乳房X射线检查图像150c可以包括乳腺的ML视图和CC视图,乳腺的ML视图和CC视图这两者是检测乳腺中病变时的两种主要的乳腺视图。在需要附加视图的情况下(例如,放大的乳房X射线检查视图和先前的乳房X射线摄影术研究),还可以在第三部分中显示这些图像。第三部分还可以包括附加的空间,用于任何其他必要的图像或信息。
在步骤220中,工具条160和报告170还在它们各自的部分中显示。工具条160部分包括针对各种工具功能的菜单选项和图标。报告170部分显示患者信息(例如,年龄、性别、医学历史)以及由系统100生成的任何报告。报告170还可以包括附加的空间,用于包括关于图像的任何医师意见,或在之后时间可能涉及的可能的诊断。本领域的技术人员应当理解,图像浏览器120的显示可以包括任意数目的部分以容纳正被分析的该数目的图像模式。
在步骤230中,可以以多种方式识别感兴趣区域。通过医师对同时显示的多模式图像150的观察或通过系统100可以识别感兴趣区域,系统100可以基于先前识别的病变识别可能的病变。然后可以在图像150上标记感兴趣区域。经标记的多模式图像150可以存储在存储器140中,使得可以由医师随后对它们进行重新观察和/或分析。来自工具条160的分析工具还可以用于辅助医师标记感兴趣区域。
一旦识别了感兴趣区域,在步骤240中可以使用工具条160中显示的可用工具功能分析图像的标记区域。医师可以从工具条160中选择各种分析工具,诸如图像分割、图像相减、特征提取等。使用分析工具,医师可能能够确定在步骤230中识别的病变是否为关注的病变,以及它们是良性或是恶性。如果使用诸如特征提取的分析工具,系统100可能能够使用特征取值来评估所识别的感兴趣区域是否值得关注,并提供置信百分比以及随访报告,置信百分比和随访报告可以在图像浏览器120的报告部分170中显示。在进一步的实施例中,除了从工具条160中选择工具外,医师可以通过按下输入装置上的热键选择分析工具,输入装置可以连接到图像加载器110上。这些热键可以预设置或者由医师设置。
因此,通过同时显示多模式图像150以及通过提供分析工具,本文所描述的系统和方法将使医师能够通过观察多模式的图像来识别和分析感兴趣区域。这种系统将辅助医师以更有效的方式做出准确的诊断。
对本领域的技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的宗旨和范围的情况下可以对本发明进行各种修改。因此,本发明意在包括所有这些修改和变型,只要这些修改和变型落在权利要求或与权利要求相当的范围内。
还应当注意到,权利要求书可以包括根据PCT条例6.2(b)的参考标记/标号。然而,本权利要求书不应当解释为限于与参考标记/标号对应的示范性实施例。
Claims (9)
1.一种用于多模式计算机辅助诊断的系统,包括
图像加载器(110),其包括处理多模式图像的处理器(130),所述多模式图像包括乳房X射线检查图像、超声图像和MRI图像,所述处理包括基于计算机辅助诊断工具根据所述多模式图像中的至少一种生成诊断信息;以及
图像浏览器(120),其同时显示所述多模式图像以及包括患者信息和诊断信息两者的报告,其中,所述报告显示于所述图像浏览器中分立于所述多模式图像的显示的部分。
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述处理器(130)识别所述多模式图像上的感兴趣区域,所述诊断信息针对所述感兴趣区域。
3.如权利要求1所述的系统,其中,所述计算机辅助诊断工具包括图像相减功能和图像分割功能中的一种。
4.如权利要求1所述的系统,其中,所述图像加载器(110)还包括存储所述多模式图像的存储器(140)。
5.如权利要求1所述的系统,其中,所述图像浏览器(120)显示工具条,所述工具条包括用于选择将在所述多模式图像上执行的所述计算机辅助诊断工具的模块。
6.如权利要求1所述的系统,其中,所述图像浏览器(120)基于图像模式在预定位置显示所述图像。
7.如权利要求1所述的系统,其中,所述多模式图像还包括非乳房X射线检查的X射线图像。
8.如权利要求1所述的系统,其中,所述计算机辅助诊断工具包括:包括先前诊断病例的数据库。
9.一种用于多模式计算机辅助诊断的系统,包括:
用于接收多模式图像的模块(110),所述多模式图像包括乳房X射线检查图像、超声图像和MRI图像;
用于处理多模式图像的模块(130),所述处理包括基于计算机辅助诊断工具根据所述多模式图像中的至少一种生成诊断信息;以及
用于在图像浏览器上同时显示所述多模式图像以及包括患者信息和诊断信息两者的报告的模块(120),其中,所述报告显示于所述图像浏览器中分立于所述多模式图像的显示的部分。
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Legal Events
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---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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