CN1672176A - 把计算机辅助检测应用分配给数字图像的系统和方法 - Google Patents

把计算机辅助检测应用分配给数字图像的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于把CAD应用分配给数字图像的计算机辅助检测(CAD)系统。所述系统包括病例输入系统(CIS)、图像数据储存库和算法服务器。还提供了一种用于把CAD应用分配给数字图像的方法，所述方法包括选择获取模式(AM)和利用所选择的AM来选择CAD应用的步骤。

Description

把计算机辅助检测应用分配给数字图像的系统和方法
对相关申请的交叉引用
这是对本发明提交的首次申请。
技术领域
本发明涉及自动检测数字图像中的特征，更具体而言涉及一种用于把计算辅助检测(CAD)应用分配给数字图像的系统和方法。
背景技术
通过补充依赖于目视分析的传统图像诊断方法，计算机辅助检测(CAD)正被广泛用于帮助保健医生。
CAD应用已经被设计成用于能分析从诸如X光、MRI和超声波之类的各种图像模态(modality)获得的数字化图像。通常要求不同的应用支持对使用不同模态获得的图像的分析。此外，可以要求不同的应用适当地分析使用给定模态获得的不同图像，所述不同图像是由于在所述图像的属性中的差异而不同。
X光乳房造影法是适合于CAD分析的一类诊断过程。对X光胶片的CAD分析包括所述胶片的数字化并用一个或多个CAD应用对所述数字化乳房X光照片的处理，以生成表明显示异常的乳房区域的CAD报告。最常见类型的X光乳房造影法检查是对无症状病人执行的筛选性检查。典型地，需要几幅乳房X光照片(从不同视角拍摄)来提供覆盖每个乳房的全部体积的一组图像。在北美洲的标准惯例是获得4个视图；每个乳房用两个视图，其分别是沿着头足位(CC)和斜侧向位(MLO)的平面拍摄的。然而，在特殊情况下，例如对于先前经历过乳房切除术的病人，可能需要获得不同于所述标准4个视图的多个视图。特殊情况还可以包括有症状病人的检查，在这种情况下所述放射科医师可以要求附加视图或沿着不同于所述标准CC和MLO轴的轴的视图。
除图像模态之外，还可以通过下列指示来选择适当的CAD应用以分析图像：将要执行的分析类型、所要求的灵敏度、图像或胶片的特征、正被分析的受检对象(subject)的解剖构造和生理机能。在这方面，病人的解剖构造和生理机能也许已经通过先前化学的或外科的治疗而被改变，因此需要使用不同的CAD应用。
已知的CAD系统一般支持单个成像模态，并且使用单个CAD应用来分析所有的图像。其它系统可以支持几种成像模态，因此可以使用一个以上的CAD应用。这种系统通常被设计成能把给定图像与具体CAD算法相关联。例如，在US 5,235,510(Yamada等人)中，把预先确定的属性集(例如模态和受检对象)存储在与每个图像相关联的表中。存储在所述表中的属性数据用作搜索参数以识别适当的CAD应用。此系统受到各种限制。例如，为每个图像存储相同的属性集。然而，有时候可能希望为一些图像或一些图像模态存储比为其它图像或图像模态更多的(或至少是不同的)属性。因此，仍然非常希望一种用于把CAD应用分配给数字图像的灵活技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于把CAD应用分配给数字图像的灵活技术。
本发明一方面提供了一种用于把计算机辅助检测(CAD)应用分配给数字图像的方法。所述方法包括步骤：根据所述数字图像的至少一个属性从多个获取模式中选择一个获取模式；和使用所选择的获取模式从多个CAD应用中选择一个CAD应用。
在一些实施例中，获取模式的选择可以包括步骤：获得所述数字图像的至少一个属性，和使用所获得的属性来执行搜索以识别所述获取模式。通过依照所选择的获取模式来获得关于所述数字图像的信息，并且至少使用所获得的信息来执行用于识别所述CAD应用的搜索，可以选择所述CAD应用。
可以使用任何适当的成像模态来获得所述数字图像，所述适当的成像模态包括但不限于：X光成像、超声波成像、核磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)和核医疗学。图像的受检对象可以例如包括病人身体的一部分。
本发明另一方面提供了一种用于把计算机辅助检测(CAD)应用分配给数字图像的系统。所述系统包括一个病例输入系统，用于根据所述数字图像的至少一个属性从多个获取模式中选择一个获取模式，以及用于使用所选择的获取模式从多个CAD应用中选择一个CAD应用。
所述系统还可以包括算法服务器，用于检索并把所选择的CAD应用运用于所述数字图像以生成CAD结果。
附图说明
本发明进一步的特征和优点将结合附图并根据下列详细说明而变得显而易见，其中：
图1是本发明系统的实施例的图；
图2a和2b示意性说明了对于X光和超声波乳房造影法的获取模式的各自格式；
图3是所述获取模式选择过程的图示；和
图4是所述CAD应用选择过程的图示。
具体实施方式
本发明提供了一种用于把CAD应用分配给数字图像的方法和系统。
在下面描述中，通过用于乳房造影法最优化的示例性实施例来描述本发明的特征。然而，应当理解本发明决不限于这种实施例。事实上，利用由任何适当的模态获得的图像，本发明可以同样应用于大范围的受检对象的图像分析和计算机检测。
在图1中示意性地表示了用于实现本发明方法的所述系统的实施例。所述系统通常包括病例输入系统(CIS)2，其直接或间接地连接到一个或多个成像模态4上，所述成像模态4可以再包括诸如X光胶片数字化转换器之类的适当图像数字化装置(未示出)以生成数字化图像。所述成像模态包括但不局限于：X光成像、超声波、核磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)和核医疗学。所述CIS2获得所述数字化图像并可以执行质量控制，例如确定所述数字图像的诸如它们方向和完整性之类的某些特征对于将要由CAD应用处理的所述图像是否是足够的。所述CIS还可以与数据储存库(repository)6相连接以存储所获得的数字图像，与算法服务器8相连接，以及与诸如键盘或触摸屏之类的用户接口10相连接以使用户(未示出)能够输入与所述胶片的识别及处理有关的指令，或以另外方式与所述系统交互。所述CIS还包括CIS应用12，用于适当地识别并转送所述数字图像。
在所说明的实施例中，来自所述CIS的数字化图像被存储在可由所述算法服务器8访问的储存库6中。作为选择，所述图像可以被存储在一个诸如常规的医学数字成像和通信(DICOM)档案文件之类的档案文件中，其还可以由所述算法服务器访问。数字化图像还可以被存储到一个可由图像回顾系统访问的储存库。
可以把属于相同病人的并且作为规定检查的一部分的图像分在一个组以形成一个病例，所述规定检查例如是X光乳房造影法筛选性检查。一个病例可以包括一幅或几幅图像。分配CAD应用的过程因此可以应用于一个病例而不是单幅图像。然而，应当理解的是，如果所述病例包括一幅以上的图像，那么还可以把CAD应用分配给在所述病例内的单幅图像。
优选地是，用唯一标识符来识别所述数字图像，以便可以把任何数字化图像与包括属于相同病例的那些图像的任何其它数字化图像区别开来。此外，在一个病例中的多幅图像可优选地用一个属于给定病例的所有图像所共有的标识符来识别。
通常，通过根据所述数字图像的一个或多个属性选择获取模式(AM)来把一个CAD应用分配给数字图像；然后，使用包含在所选择AM中的信息来选择最适当的CAD应用。用于选择AM的图像属性优选的是大量图像所共有的属性，举例来说，所述属性例如模态。然而，按照需要也可以使用其它图像属性。优选地，为所述系统支持的每个模态提供至少一个AM。在为一个特定的模态提供一个以上AM的情况下，可能使用诸如受检对象之类的附加属性来选择所述适当的AM。
通常，AM是一个用于存储与一组一幅或多幅相关图像有关的相关信息的数据表。因此，每个AM通常包含各自不同数目的字段和字段内容。例如，图2a和2b分别说明了用于X光14和超声波乳房造影法16的示例性获取模式。在图2a的AM中，为预定的获取模式标识符和由所述CIS系统分配的病例标识符20提供了标题字段18。另外，提供了一组病例参数字段22用于存储用户输入数据，其涉及所述病人情况(例如有症状的/无症状的)、检查类型(筛检/诊断)、图像标识符和视图、以及用于显影所述图像的X光机的电压。最后，还可以包括一组缺省的病例参数24(例如图像类型和分辨率)。可以根据所述成像模态和图像数字化系统的已知属性来预选这些缺省参数，并且从而不必为每个病例由用户来进行输入。如图2b所示，对于超声波乳房造影法，可能需要更少的并且不同的病例参数26以便选择适当的CAD，并且这反映在所述AM的格式上。将要理解的是，可以依照要求来选择每个AM的格式以包含涉及每个病例的相关信息，并且因此便于选择所述适当的CAD应用。从而更多或更少的字段可以包含在每个AM中，并且按照要求这些字段可以与在图2中说明的那些相同或不同。
图3说明了在用于选择AM的示例性过程中的原理步骤。如上所述，根据预先确定集的一个或多个图像属性来选择AM，所述图像属性例如是模态和/或受检对象。此信息可以是事先已知的，或在图像获取时由用户输入。可以使用各种方法来实现所述AM的选择。在图3的例子中，通过所述用户接口获得的图像属性28被用来访问AM查找表30以获得适当AM的模式I.D.。使用所述模式I.D.，所述CIS应用然后可以给出所选择AM14的例示，并把它与所述图像相关联。依照这种方式AM的例示可以导致适当的用户提示产生，以获得所要求的病例参数的输入和缺省参数值的确认。如果要求，根据所述用户输入的初始病例参数可以促使该用户索取进一步的信息。例如，如果用户指示所述AM应用于一幅以上的图像，那么可以自动增加病例参数列表以为每幅图像提供适当的参数字段。因此本发明的AM可以不被静态地规定，而是可以根据用户的输入动态地扩展(或联系)。通过给出主数字标签32的实例，可以方便地完成选择的AM与所述图像的关联，以便存储所述模式I.D.和图像I.D.。这种布置具有的好处是：在不释放关于所述模式和一幅(多幅)图像信息的情况下可以分别存储所述AM和相关的图像。
可以使用一个或多个不同的CAD应用来分析使用给定成像模态获得的图像。因此，所选择的AM将频繁地与一个以上的CAD应用相关联。实际上，所述AM的选择从由所述系统支持的CAD应用35中识别了一组候选CAD应用34，所述系统可能被用来分析具有由所述用户提供的属性的图像。从所述候选应用中选择适当的CAD应用是使用病例参数来完成的，所述病例参数是由用户在选择所述AM之后来输入的。
图4说明了在选择所述CAD应用的示例性过程中的原理步骤。在图4的例子中，通过CAD I.D.来识别每个CAD应用，(CAD ID-37存储在如图1所示所述的CIS中)并且把所述每个CAD应用与预先确定的选择标准集相关联，其优选地跟在所述AM的病例参数字段后面。从而，可以把由所述用户输入的(和存储在所述AM中的)所述病例参数值与每个候选CAD应用的选择标准相比较。然后，为了分析所述图像，选择具有这样的选择标准的所述CAD应用，所述选择标准与存储在所述AM中的病例参数值最紧密地匹配。在这种情况下，把识别所选择的CAD应用的CAD I.D.插入到所述主数字标签32中。
在上述例子中，用户通过用户接口10来实现属性和病例参数的输入。作为选择，使用自动读取所述信息可以自动地把这些值中的一些或所有进行输入。在例如X光胶片的情况下，当数字化胶片时可以把包含所要求的信息的条形码标记贴在胶片上并进行扫描。
在又一个替换中，可以使用能分析所选择原始图像特征的算法来自动地确定一个或多个属性和病例参数，所述原始图像例如是X光胶片或相应的数字化图像。
一旦已经把一个CAD应用ID分配给数字图像，那么可以把识别所选择的AM、CAD应用和相关联图像的主数字标签插入到CAD算法服务器输入队列36中。然后，所述算法服务器8可以从所述队列读取标签，并执行适当的CAD应用以处理所述图像。
由CAD应用对所述图像所进行的处理典型地允许识别所述图像中的感兴趣区(ROI)。在乳房X线照片中，这些ROI可以包括显示异常的乳房的区域。所述CAD处理的实际结果表明任何异常的位置和特性。可以把所述CAD结果存储在储存库38和识别所述CAD结果的次数字标签中，所述次数字标签与所述图像相关联并且被插入到CAD算法服务器的输出队列40中。所述算法服务器可以读取来自所述队列的所述次标签以便执行适当的CAD结果报告应用，其往往生成CAD报告，所述CAD报告可以在CAD报告回顾系统42上显示或打印。
如果希望的话，所述AM还可以包括为所述CAD报告指定适当格式的指令，因为所述CAD报告的所希望的格式可以改变，尤其取决于视图的数目、用来分析的CAD算法类型和由用户请求的信息。
已经就所述优选实施例描述了本发明，然而，对本领域技术人员来说，在不脱离这里所描述的发明范围的情况下做出多种修改和变化是显而易见的。因此，本发明的范围意指只由所附权利要求的范围来限定的。

Claims (21)

1.一种用于把计算机辅助检测(CAD)应用分配给数字图像的方法，所述方法包括步骤：
a)根据所述数字图像的一个或多个属性来从多个获取模式中选择获取模式；和
b)使用所选择的获取模式从多个CAD应用中选择一个CAD应用。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述选择获取模式的步骤包括步骤：
a)获得所述数字图像的属性；和
b)执行用于识别所述获取模式的搜索，所述获取模式与所获得的数字图像的属性最紧密地匹配。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述属性包括下列中的任何一个或多个：所述图像获取的模态和所述图像的受检对象。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述图像获取的模态包括下列中的任何一个或多个：X光成像、超声波成像、核磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述图像的受检对象包括下列中的任何一个或多个：乳房、胸部、心脏、头、肺和骨骼。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述选择CAD应用的步骤包括步骤：
a)依照所选择的获取模式获得关于所述数字图像的信息；
b)执行用于识别所述CAD应用的搜索，所述CAD应用与所获得的信息最紧密地匹配。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述信息包括病例参数。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述病例参数包括下列其中的任何一个或多个：X光胶片获取电压、超声波频率、图像的数目和检查的类型。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述检查类型包括下列其中的任何一个或多个：筛选性检查和诊断检查。
10.如权利要求1所述的方法，还包括把主数字标签与所述数字图像相关联的步骤，所述主数字标签包含识别所选择的获取模式和/或CAD应用的信息。
11.如权利要求10所述的方法，还包括把所述主数字标签插入到CAD算法服务器输入队列中的步骤。
12.如权利要求11所述的方法，还包括步骤：
a)读取在所述CAD算法服务器输入队列中的所述数字标签；
b)获得所选择的CAD应用；和
c)用所选择的CAD算法处理所述数字图像以生成CAD结果。
13.如权利要求12所述的方法，还包括把次数字标签与所述数字图像相关联的步骤，所述次数字标签包含识别所述CAD结果的信息。
14.如权利要求13所述的方法，还包括把所述次数字标签插入到CAD算法服务器输出队列中的步骤。
15.一种用于把计算机辅助检测(CAD)应用分配给数字图像的系统，所述系统包括一个病例输入系统，用于根据所述数字图像的至少一个属性从多个获取模式中选择一个获取模式，并且用于使用所选择的获取模式从多个CAD应用中选择一个CAD应用。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述病例输入系统包括：
a)用户接口，用于获得所述数字图像的至少一个属性，并且用于依照所选择的获取模式获得关于所述数字图像的信息；以及
b)搜索应用，用于执行搜索以利用所述数字图像的至少一个属性来识别所述获取模式，以及以至少利用所获得的关于所述数字图像的信息来识别所述CAD应用。
17.如权利要求15所述的系统，还包括算法服务器，用于检索所选择的CAD算法应用并把所选择的CAD算法应用到所述数字图像以生成CAD结果。
18.如权利要求17所述的系统，还包括数字标签标识符，用于把主的和次的数字标签与所述数字图像相关联。
19.如权利要求18所述的系统，还包括CAD算法服务器输入队列和CAD算法输出队列，分别用于存储所述主的和次的数字标签。
20.如权利要求15所述的系统，还包括储存库，用于存储所述数字图像和所述CAD结果。
21.如权利要求20所述的系统，还包括用于显示CAD结果的CAD报告产生器。
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