CN109907833A - 医学成像中的标记描绘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医学成像中的标记描绘。本发明涉及一种用于图形描述标记的方法，该标记被施加到成像系统中的检查对象。在这种情况下，借助第一测量方法来确定标记的位置。基于第二测量方法来提供检查对象的图像，在该图像中，基于第一测量方法，确定在图像中表示标记的图形对象的位置并且描绘图形对象。

Description

医学成像中的标记描绘

技术领域

本发明涉及医学成像方法，并且特别是涉及用于在医学成像方法中描绘标记的方法。还提出了对应的成像系统、计算机程序产品和电子数据介质。

背景技术

在成像诊断中，通常使用物理标记或夹子(金属)来标记可疑区域以便检查，或者提供用于定位目的的对准。已知的示例包括：在乳房X射线扫描时可以被附接到胸部的可疑区域的金属标记，或者在针对各种器官或身体部位的放射时用于右/左的金属标记。另一示例是用于标记乳头位置的乳头夹，这样的乳头夹特别是在美国被使用。进一步的示例涉及X射线辅助手术介入，在这样的手术介入中标记待治疗的区域(例如，右、左、ROI)。

与这样的标记相关联的一个问题是，这些标记通常由诸如铅或手术钢之类的金属制成，从而会在图像中产生伪影。在使用图像处理算法时，不可能完全实现将这些高对比度对象从身体部位的图像数据中检测和分离。因此，通常需要纠正软件来最小化这样的伪影。

与这些所谓的对象标记相关联的另一问题是使用者可能混淆多个侧(例如，右侧、左侧)，或者这样的标记可能没有被正确放置。

进一步的问题是不能够通过X射线成像来预先捕获特定标记和将特定标记自动转移到诊断图像中。这样的特定标记例如包括非金属标记或在成像环境中被越来越多地被使用标记笔，以便将附加信息被施加到被检查的人。同样，塑料标记也不可能够通过特定成像方法来描绘或清楚描绘。由此，缺失了一个重要环节来实现检查的文档、质量和质量保证的提高，以用于诊断、治疗和复查。

因此，需要一种改进的方法用于描绘医学成像中的标记，而不具有上述劣势。

发明内容

上述目的由独立权利要求中的特征来实现。本发明的其他实施例变型在从属权利要求中描述。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于描绘被施加到成像系统中的检查对象的标记的方法。在第一步骤中，借助第一测量方法来确定标记的位置。在另一步骤中，基于第二测量方法来提供检查对象的图像。在附加的步骤中，基于第一测量方法，确定图形对象在图像中的位置，该图形对象在该图像中表示标记。在另一步骤中，在图像中的经确定的位置处描绘图形对象，其中图形对象不被包含在基于第二测量方法的检查对象的图像中。

本发明方法的优势在于能够避免错误，例如混淆多个侧、诸如左侧/右侧之类的错误。由于使用两种测量方法(例如，两种成像方法)而不是一种测量方法，还可以提高在检查图像中对标记进行定位和对准的准确性，并且提高图像质量，因为例如非金属标记、诸如涂剂和石膏可以被用在X射线检查中，其中这样的非金属标记不能由X辐射捕获，但仍在X射线图像中被投射为图形对象，因此这样的非金属标记在图像中可见。通过使用非金属标记，可以特别避免X射线图像中的伪影。因此，提高了检查和治疗的整体可靠性和质量。

此外，上述方法可以被用作一种质量保证和存档方法，该方法将在诊断或手术过程期间被施加到患者的标记存档到患者档案中，从而可以在复查或后续检查中被使用。另一优势是不需要专用的硬件，因为医学成像系统越来越多地具有至少两种不同的成像方法，包括特别是光学相机，例如用于定位成像系统的探测器或类似部件的光学相机。因此，提出了这样的集成相机的另一应用和用途，以用于临床过程和临床过程的改善。

除空间位置之外，或者替代空间位置，可以确定标记的空间取向或空间尺寸，其中可以在图像中对应地确定图形对象的取向或尺寸，使得可以在图像中描绘图形对象。

第一测量方法和第二测量方法可以是基于不同物理测量原理的不同测量方法。

第一测量方法和第二测量方法可以基本上同时被执行。

第一测量方法可以包括：借助声音识别来执行成像系统的操作者的声音命令。

图形对象的描绘可以包括：生成图形对象的单独的图像，以及将图形对象的图像叠加在检查对象的图像上。

第一测量方法可以包括借助光学相机的图像捕获，并且第二测量方法可以包括成像X射线方法。

根据另一方面，提供了一种用于描绘被施加到检查对象的标记的成像系统，其中成像系统包括控制单元和存储器单元，其中存储器单元存储能够由控制单元执行的控制信息，并且其中成像系统被设计为当控制信息在控制单元中被执行时执行包括以下步骤的方法。在第一步骤中，借助第一测量方法来确定标记的位置。在另一步骤中，基于第二测量方法来提供检查对象的图像。在附加的步骤中，基于第一测量方法，确定图形对象在图像中的位置，该图形对象表示图像中的标记。在另一步骤中，在图像中的经确定位置处描绘图形对象，其中图形对象不被包含在基于第二测量方法的检查对象的图像中。

成像系统可以被设计为：当控制信息在控制单元中被执行时，成像系统执行根据在本发明的第一方面所描述的其他特征的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序，程序能够直接加载到成像系统的控制单元的存储器中，计算机程序产品具有程序部件，当程序在成像系统的控制单元中被执行时，程序部件用于执行根据在本发明的第一方面所描述的特征的方法的步骤。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子可读数据介质，在电子可读数据介质上存储电子可读控制信息，电子可读控制信息被配置：当该数据介质在成像系统的控制单元中被使用时，电子可读控制信息执行根据在本发明的第一方面所描述的特征的方法。

使用这样的成像系统、计算机程序产品和电子可读数据介质，可以实现与以上关于根据第一方面的方法所描述的技术效果相当的技术效果。

上文引用的特征和下文描述的特征不仅可以以明确引用的对应组合来使用，还可以以其他的组合进行使用或单独使用，这均不脱离本发明的范围。

附图说明

下文参考附图更加详细地解释了本发明。

图1示意性示出成像系统，根据本发明的用于描绘标记的方法可以借助该成像系统来执行。

图2示出被描绘在被检查的人的图像中的图形对象的示意图。

图3示出根据本发明的示例性实施例的用于执行描绘标记的方法的步骤的流程图。

具体实施方式

参考附图来更详细地描述示例性实施例，在以下示例性实施例的描述的上下文中，上文描述的关于本发明的特性、特征和优势以及实现这些的方式将变得更清楚和更容易理解。

在本发明的上下文中，借助成像系统10来执行成像方法，一般而言，这样的成像方法包括各种机器辅助的检查方法，这些方法提供被检查的人12(或更一般性地，检查对象12)的器官和结构的二维或三维图像数据。

取决于成像方法捕获测量数据的方式，这样的成像方法可以基于各种物理原理或物理效应。因此，用于生成图像的测量数据可以借助于以下来捕获：X辐射(例如，X射线记录、计算机断层扫描)，放射性核素(例如，闪烁扫描)，超声，核自旋共振(例如，磁共振断层扫描)，红外辐射(例如，诊断热成像)，或可见光(例如，内窥镜、光学断层扫描、视频光栅立体摄影)。

成像系统10和/或成像测量方法的选择通常基于医学诊断的需求。例如，在X射线记录中可有效描绘骨头，闪烁扫描尤其可以描绘甲状腺中的活性分布。大多数方法产生静态记录。运动图像(包括在手术期间的移动图像)可以通过例如超声、透视、内窥镜以及磁共振断层扫描来生成。

在本发明的上下文中，标记11被理解为物理标记，即，用于将附加信息施加到检查对象12或患者的物理对象或物质。这样的物理标记例如包括由金属制成的对象，例如铅或手术钢、或者塑料，标签这样的物理标记同样可以包括石膏标记，或者包括利用铅笔、记号笔或涂剂在被检查的患者身上、例如在患者的皮肤上做出的标记。例如，可能出于诊断或手术的目的而需要这样的附加信息。特别地，标记可以从由以下组成的组中选择：彩色标记、光学标记、红外标记、紫外标记、激光标记，检查对象的特定图案或特定形状。

图1示意性示出成像系统10，根据本发明的用于描绘标记的方法可以借助成像系统10来执行。

被检查的人12(或更一般性地，检查对象12)被推入成像系统10。该成像系统具有用于执行第一测量方法的第一测量系统14和用于执行第二测量方法的第二测量系统15。在图1中，第一测量系统14允许借助光学相机来捕获图像，光学相机可以在可见光范围内或在红外范围内工作，第二测量系统15例如是X射线系统。然而，可以实现测量方法的任何其他组合来捕获标记和生成检查对象的图像，特别的，任何两种成像方法可以相互组合。例如，第一测量系统14可以是光学相机系统或红外相机系统，第二测量系统15是X射线装置或MRT装置。这样的成像系统对于本领域的技术人员而言是已知的，因此这里不给出其详细解释。

成像系统10还包括用于控制成像系统的控制单元13。中央控制单元13被涉及用于执行以下描述的用于描绘标记11的方法，这样的中央控制单元13包括用于测量系统14的第一控制器21和用于测量系统15的第二控制器22。存储器单元16可以用于存储记录检查图像所需要的控制指令，特别是存储用于操作程序系统10所需要的所有程序。图像可以在计算单元20中计算和在显示器18上显示，其中操作者可以经由输入单元19来操作程序系统10。存储器单元16可以具有控制指令和程序模块，当控制指令和程序模块在计算单元20中被执行时可以执行本发明方法。特别地，存储器单元16存储可以由控制单元13执行的控制信息。

根据本发明，图1中的成像系统10被设计为：当控制信息在控制单元13中被执行时，将测量被附接到被检查的人12上的标记11，并且在被检查的人12的图像1中将该标记描绘为图形对象2。在这种情况下，本发明方法的基本思想是在检查对象12的图像1中描绘图形对象，这样的方法在下文中详细描述，其中以不同的测量方法来执行成像数据的测量和标记11的捕获。

图2示出被描绘在被检查的人的图像中的图形对象的示意图。

在图2的上部分，在图像中示出了图形对象2的位置，其中该位置基于第一测量过程来确定。在图2的中间部分，示出了被检查的人12的图像1，其中该图像借助第二测量方法来记录。图1中未描绘被施加到被检查的人的标记11。在图2的下部分，在被检查的人的图像1中描绘图形对象2，其中图形对象2的位置对应于标记11在被检查的人12上的位置。

图3示出一个流程图，该流程图包括根据本发明的示例性实施例的用于执行描绘标记11的方法的步骤。

该方法起始于步骤S10。在步骤S20中，借助第一测量方法来捕获标记11，标记11被施加到成像系统10中的被检查的人12(或更一般性，检查对象12)。具体地，来自第一测量过程的测量数据包括基于标记11的数据，借助基于标记11的数据可以确定标记11的特性，例如标记11的空间位置、空间取向和空间尺寸。这些特性可以相对于检查对象11来确定，或者在另一示例性实施例中，也可以相对于成像系统10的坐标系来确定。在这种情况下，可以确定并且随后借助图形对象2来描绘仅一个特性、任何期望的特性的组合或所有被引的特性。

在示例性实施例中，第一测量方法还包括捕获成像系统的操作者的声音命令。所捕获的声音命令可以借助声音识别来理解，并且可以被执行以使得在口头或声学上给出的操作者信息被输入给第一测量方法并且还被输入给图形对象的选择和生成。

在步骤S30中，提供了检查对象12的图像1。在这种情况下，检查对象12的图像1基于来自第二成像测量方法的测量数据。在示例性实施例中，虽然标记11位于第二测量方法的视场中，但来自第二测量方法的测量数据基本不包括标记11的数据，即，不存在基于物理标记11的数据。这可以通过参考第二成像方法对适当标记进行选择来实现。在另一示例性实施例中，来自第二测量过程的测量数据可以包含物理标记11的数据，但这样的数据对于要在图像1中描绘标记11而言还不够，其中基本上不会因为标记11而在图像1中产生伪影。

在示例性实施例中，第一成像方法和第二成像方法基于不同的物理测量原理，或者换言之，基于不同的物理测量概念，即，不同的物理效应。对本领域的技术人员而言，从例如DIN 1319标准可获知不同的测量原理。例如，第一测量方法基于借助一个或多个相机14在光学可见光范围内或在红外范围内进行的测量，第二测量方法基于借助X射线系统15进行的测量。第一测量方法和第二测量方法可以是成像方法。

在另一示例性实施例中，第一测量方法和第二测量方法基于相同的物理测量原理、但是不同的测量过程，或者基于基本上不同的测量数据。在另一示例性实施例中，第一测量方法可以包括来自第二测量方法的测量数据的子集，例如，来自具有特定能量或频率的X射线扫描的数据。

在示例性实施例中，同时执行第一成像方法和第二成像方法的测量。

在步骤S40中，在检查对象12的图像1中描绘图形对象2。在示例性实施例中，图形对象2不是基于第二测量方法，即不基于来自第二测量方法的测量数据，以及在另一示例性实施例中，图形对象2仅基于来自第一测量方法的测量数据。在这种情况下，在示例性实施例中，图形对象2是虚拟标记或虚拟标记物，这样的标记被确定为与该标记的位置、取向或尺寸相对应，即，观察者在图像1中可识别地描绘出该标记。特别地，图形对象2可以在图像1中被描绘为使得：该图形对象在图像1中相对于所描绘的检查对象12的位置对应于标记11在成像系统10中相对于检查对象的位置。在通过第一测量方法来捕获图形对象2的空间取向和空间尺寸的情况下，上述方式同样适用于空间取向和空间尺寸。由此，标记11和检查对象11的图像1通过不同的测量方法来捕获，并且针对成像系统的使用者，在图像1中被可识别地描绘。该方法终止于步骤S50。

在示例性实施例中，对图形对象2的描绘可以包括将图形对象2作为注释、插入、投影或叠加包括在检查对象12的图像1中或图像1上。此外，来自第一测量方法的测量数据可以与来自第二测量方法的测量数据配准，即这些数据可以关联或联接在一起。

在示例性实施例中，图形对象2可以与检查对象12的图像1一起存储。在另一示例性实施例中，生成图形对象2的单独的图像，并且将该单独的图像叠加在检查对象12的图像1上。图形对象2的图像可以单独被存储或叠加在检查对象的图像1被存储。

在示例性实施例中，金属和非金属的物理标记11的捕获借助以下示例性方法中的一个或任何期望的组合来实现：例如借助光学相机、X射线测量、以特定于能量的方式执行的光谱X射线测量进行的光学识别或颜色识别，借助相机、激光进行的红外识别或紫外识别，使用光学相机或使用X射线记录进行的图案识别和形状识别。

在示例性实施例中，标记11的捕获或图形对象2的描绘基于成像系统10的选定器官程序。例如，按照选定器官程序来实现可能的图形对象2的预先选定或对不适用的图形对象2的排除。

在示例性实施例中，标记11的捕获或图形对象2的描绘基于比较对象识别，比较对象识别可以在光学测量上执行或使用X射线记录来执行。例如，操作者的手写输入在第一测量过程中被接收、借助对象识别被标识，并且被分配给预先确定的图形对象2。

在示例性实施例中，成像系统10是医学成像系统、诊断系统或治疗系统。此外，成像系统可以通过以下方式来设计：除了例如捕获X射线图像之外，成像系统还执行上文引用的方法中的一个，特别是光学图像的图像分析。附加地，该系统包括用于将该捕获方法与X射线图像配准的方法。在示例性实施例中，虚拟标记(即，图形对象2)可以通过学习算法来训练。

在另一示例性实施例中，图形对象2的描绘可以基于物理标记11来训练，特别是参考由例如铅笔、记号笔或发光笔在皮肤上做出的标记来训练，或者可以进一步通过自主自学的方式来改进。在示例性实施例中，为了在临床图像、特别是X射线图像中捕获虚拟标记，将乳膏或涂剂作为物理标记施加到相关区域。

在示例性实施例中，使用者可以告知系统使用了哪个物理标记11或哪个标记类型，然后该系统自动执行专门针对所选择类型的分析，例如如果使用涂剂作为标记，则该系统在分析期间提供红外相机。

在另一示例性实施例中，虚拟标记可以作为单独的图像素材来实现，例如，被实现为完整的光学图像或部分完整的光学图像，并且将这样的图像素材叠加在X射线图像上并且被存储，而无需附加的方法步骤。在示例性实施例中，虚拟标记可以通过2D或3D的方式捕获和存档。

总之，提出了一种用于图形描述标记的方法，该标记被施加到成像系统中的检查对象。在这种情况下，借助第一测量方法来确定标记的位置。基于第二测量方法来提供检查对象的图像，在该图像中，基于第一测量方法，确定在图像中表示标记的图形对象的位置并且对图形对象进行描绘。在本发明方法中，通过两个测量方法，提高了在检查对象的图像中表示标记的图形对象的定位和对准的准确性。

附图标记

1 图像

2 图

10 成像系统

11 标记

12 检查对象

13 控制单元

14 第一测量系统

15 第二测量系统

16 存储器单元

18 显示器

19 输入单元

20 计算单元

21 第一控制器

22 第二控制器

Claims (11)

1.一种用于描绘标记(11)的方法，所述标记被施加到成像系统(10)中的检查对象(12)，所述方法包括以下步骤：

-借助第一测量方法，确定所述标记(11)的位置；

-基于第二测量方法，提供所述检查对象(12)的图像(1)；

-基于所述第一测量方法，确定在所述图像(1)中表示所述标记(11)的图形对象(2)的位置；以及

-在所述图像(1)中的经确定的所述位置处描绘所述图形对象(2)，其中所述图形对象(2)不被包含在基于所述第二测量方法的所述检查对象(12)的所述图像(1)中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述标记(11)的取向或尺寸被附加地确定，其中所述图形对象(2)在所述图像(1)中的取向或尺寸被确定，并且其中所述图形对象(2)利用在所述图像(1)中的经确定的所述取向或尺寸来描绘。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一测量方法和所述第二测量方法是基于不同物理测量原理的不同测量方法。

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述第一测量方法和所述第二测量方法基本上同时被执行。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述第一测量方法包括：借助声音识别来执行所述成像系统(10)的操作者的声音命令。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述图形对象(2)的所述描绘包括：生成所述图形对象(2)的单独的图像，以及将所述图形对象(2)的所述图像叠加在所述检查对象(12)的所述图像(1)上。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述第一测量方法包括借助光学相机的图像捕获，并且所述第二测量方法包括成像X射线方法。

8.一种用于描绘被施加到检查对象(12)的标记(11)的成像系统，所述成像系统包括控制单元(13)和存储器单元(16)，其中所述存储器单元(16)存储能够由所述控制单元(13)执行的控制信息，并且其中所述成像系统(10)被设计为当所述控制信息在所述控制单元(13)中被执行时执行包括以下步骤的方法：

-借助第一测量方法，确定所述标记(11)的位置；

-基于第二测量方法，提供所述检查对象(12)的图像(1)；

-基于所述第一测量方法，确定在所述图像(1)中表示所述标记(11)的图形对象(2)的位置；以及

-在所述图像(1)中的经确定的所述位置处描绘所述图形对象(2)，其中所述图形对象(2)不被包含在基于所述第二测量方法的、所述检查对象(12)的所述图像(1)中。

9.一种成像系统，所述成像系统包括控制单元(13)和存储器单元(16)，其中所述存储器单元(16)存储能够由所述控制单元(13)执行的信息，并且其中所述成像系统(10)被设计为当所述控制信息在所述控制单元(13)中被执行时执行根据权利要求1至7中的一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，包括程序，所述程序能够直接加载到成像系统(10)的控制单元(13)的存储器中，所述计算机程序产品具有程序部件，当所述程序在所述成像系统(10)的所述控制单元(13)中被执行时，所述程序部件用于执行根据权利要求1至7中的一项所述的方法的步骤。

11.一种电子可读数据介质，在所述电子可读数据介质上存储电子可读控制信息，所述电子可读控制信息被配置为：当所述数据介质在成像系统(10)的控制单元(13)中被使用时，所述电子可读控制信息执行根据权利要求1至7中的一项所述的方法。