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Die Inzidenzraten von Brustkrebs sind bei Frauen relativ hoch. In der westlichen Welt erkrankt beinahe 1 von 8 Frauen an Brustkrebs und in Indien beinahe 1 von 11 Frauen. In der westlichen Welt ist es der häufigste Krebs bei Frauen. In Indien beispielsweise ist er nach Gebärmutterhalskrebs der zweithäufigste. Die Früherkennung ist für ein Überleben wesentlich, da die Mortalitätsraten für fortgeschrittene Stadien hoch sind. Die Mammographie wird als Goldstandard für die Brustkrebsuntersuchung angesehen. Die Untersuchung auf Brustkrebs erfolgt häufig durch manuelles Erkennen eines Knotens im Brustgewebe und/oder durch eine Mammographieuntersuchung in der Praxis, worauf die Interpretation des während der Untersuchung aufgenommenen Bildes durch einen Menschen folgt. Bei der Mammographieuntersuchung erfährt das Individuum einen äußerst persönlichen Körperkontakt und wird einer Verfahrensweise unterzogen, die viele Individuen als unangenehm empfinden. Bei Individuen mit dichtem Brustgewebe ist die Untersuchung in Bezug auf das Erkennen von Malignitäten nicht so effektiv wie bei anderen Individuen. Darüber hinaus ist die Gerätschaft, die für eine Mammographie erforderlich ist, relativ groß und relativ kostspielig. Da die Mammographie eine Röntgenmaschine ist, kann sie zu Hause nicht ohne Überwachung verwendet werden. Die Röntgenstrahlung selbst kann zu Krebs führen. Außerdem ist sie aufgrund des dichten Brustgewebes auch bei jüngeren Frauen nicht effektiv. Es gibt Beweise dafür, dass die körperliche Manipulation des Brustgewebes während der Mammographie die malignen Zysten zerreißen könnte, wodurch das Risiko einer Verbreitung der malignen Zellen auf andere Gewebe und in den Blutstrom des Individuums erhöht wird.
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Die Thermographie ist ein aufkommendes alternatives nicht invasives und kontaktloses Untersuchungsverfahren für die Brustkrebserkennung. Die Wärmebildgebung erfasst die Infrarot-Emissivität aus dem menschlichen Körper im Wellenlängenbereich von 7 bis 10 μm. Wärmebildgebungsvorrichtungen sind beim Erkennen der Wärmeaktivität in Brustgewebe nützlich, da das Wachstum eines Tumors durch das in Bezug auf umgebendes Gewebe unproportionale Wachsen von neuen Blutgefäßen im Rahmen einer Angiogenese im Bereich des Tumors ermöglicht wird. Diese erhöhte biophysische Aktivität unterhalb der Hautoberfläche, die mit einem Tumorwachstum assoziiert ist, führt zu einer höheren Stoffwechselrate, die wiederum zu einer erhöhten Temperatur in diesem Gewebe führt. Dies erscheint auf einem Wärmebild, das dieses Gewebe enthält, als Brennpunkt. Mit der Verbesserung der Wärmekameraauflösung und -technologie wurde das Interesse an der Thermographie als Ansatz zur Brustkrebsuntersuchung wieder geweckt.
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Geschulte Radiologen und Thermographiespezialisten suchen auf Wärmebildern nach diesen Anomalien, um zu bestimmen, ob Gewebe kanzerös oder potenziell kanzerös ist. Ist dies der Fall, kann sich das Individuum weiteren Tests unterziehen, z. B. einer Ultraschall-Mammographie, gefolgt von einer Krebsdiagnose durch Histopathologie mittels Feinnadelaspirationszytologie oder Gewebebiopsie. Thermographiespezialisten und Radiologen fordern zunehmend leistungsstärkere Visualisierungssoftware-Schnittstellenwerkzeuge zu ihrer Unterstützung. Da Ärzte, die in der Thermographie geschult sind, in ländlichen Bereichen in sich entwickelnden Märkten wie Indien nicht sofort verfügbar sind, helfen automatische Untersuchungswerkzeuge dabei, diese Märkte für Softwareanwendungen für Brustkrebsuntersuchung und -erkennung zu öffnen.
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Demgemäß besteht auf diesem Gebiet zunehmend ein Bedarf an Softwarewerkzeugen, die Individuen sowie Ärzten das manuelle oder automatische Analysieren eines Wärmebildes eines Brustgewebebereichs auf das Vorhandensein von kanzerösem Gewebe ermöglichen.
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Es wird ein Softwareschnittstellenwerkzeug für die Brustkrebsuntersuchung offenbart, das so ausgelegt ist, dass medizinisches Fachpersonal verdächtige Regionen auf Hotspots betrachten und analysieren kann, und erleichtert somit das Bestimmen, ob identifizierte Brustgewebebereiche kanzerös sind. Isothermenkarten werden bei einer bestimmten Temperaturauflösung konstruiert. Die Karten werden auf dem Bildschirm angezeigt. Durch Zeigen und Klicken auf die Isothermenkarte können Temperaturwerte von Pixeln innerhalb der Region extrahiert werden, die von den Isothermenkonturen abgedeckt werden. Außerdem werden isothermische Ansichten in unterschiedlichen Blickwinkeln bereitgestellt, was für die visuelle Erkennung vorteilhaft ist. Weitere Funktionalitäten für eine Auswahl von Hotspots wie Schneiden, Zoomen, Betrachten in unterschiedlichen Winkeln usw. werden durch die vorliegende Softwareschnittstelle ebenfalls möglich. Die vorliegende Softwareschnittstelle verwendet des Weiteren ein Tumorerkennungsverfahren, das hier ebenfalls offenbart wird. Bei einer Ausführungsform beinhaltet das vorliegende Tumorerkennungsverfahren das Auswählen einer Region von Interesse im Wärmebild, das es für eine Brustkrebsuntersuchung zu verarbeiten gilt. Danach wird ein Prozentsatz von Pixeln p
1 in der ausgewählten Region mit einer Temperatur
T 1 / pixel , wobei
T1 ≤ T 1 / pixel ≤ T2, bestimmt. Ein Prozentsatz von Pixeln p
2 in der ausgewählten Region mit einer Temperatur
T 2 / pixel, wobei
T3 ≤ T 2 / pixel, wird bestimmt. Außerdem wird ein Verhältnis
bestimmt, wobei P
edge die Anzahl von Pixeln um eine Grenze eines potenziellen Tumors innerhalb der ausgewählten Region ist und P
block die Anzahl von Pixeln im Umfang der ausgewählten Region ist. Auf eine hier ausführlicher offenbarte Weise wird eine Decision-Fusion-Regel R sodann verwendet, um zu bestimmen, ob Gewebe innerhalb dieser Region kanzerös, nicht kanzerös oder potenziell kanzerös ist.
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Merkmale und Vorteile des oben beschriebenen Softwareschnittstellenwerkzeugs und Tumorerkennungsverfahrens sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen schnell ersichtlich.
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Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile des hier offenbarten Gegenstands gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen hervor, in denen:
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1 ein beispielhaftes Wärmebildgebungssystem zeigt, das ein Wärmebild eines Bereichs der Brust eines weiblichen Individuums aufnimmt;
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2 eine beispielhafte Ausführungsform des hier offenbarten Softwareschnittstellenwerkzeugs zeigt;
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3 eine beispielhafte ausgewählte Region von Interesse zeigt, die im Wesentlichen die rechte und die linke Brust des Individuums auf dem Bild von 2 umfasst;
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4 die linke Brust des Individuums zeigt, die als Region von Interesse ausgewählt wurde;
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5 eine Region von Interesse zeigt, die im Wesentlichen die linke Brust des Individuums umfasst, die manuell von einem Benutzer ausgewählt wurde;
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6 beispielhafte angezeigte 2D-Konturlinien der Regionen von Interesse von 3 zeigt;
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7 beispielhafte angezeigte 2D-Konturlinien der Regionen von Interesse von 5 zeigt;
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8 einen Bereich der linken Brust des Individuums auf dem Konturbild von 6 zeigt, das visuell verbessert wurde;
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9 ein Ablaufplan ist, der eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Erkennen von tumorösem Brustgewebe unter Verwendung eines Wärmebilds veranschaulicht; und
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10 eine Ausführungsform eines Funktionsblockschaubildes eines speziellen Computersystems zum Umsetzen diverser Aspekte des vorliegenden Softwareschnittstellenwerkzeugs von 2 und des Tumorerkennungsverfahrens veranschaulicht, das in Bezug auf den Ablaufplan von 9 gezeigt und beschrieben ist.
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Es werden ein Softwareschnittstellenwerkzeug für die Brustkrebsuntersuchung und ein Verfahren zum Erkennen von kanzerösem Gewebe auf einem Wärmebild einer Brust offenbart.
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Ein Individuum bezieht sich auf ein lebendes Lebewesen. Auch wenn ggf. der Ausdruck Person oder Patient in dieser Offenbarung verwendet wird, sei verstanden, dass das Individuum ggf. kein Mensch ist, z. B. ein Primat. Aus diesem Grund ist die Verwendung solcher Ausdrücke nicht als den Umfang der beiliegenden Ansprüche strikt auf den Menschen einschränkend anzusehen. 1 zeigt ein Beispiel für einen humanen weiblichen Patienten 102.
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Ein Wärmebildgebungssystem ist eine Kamera mit einer Linse, die Infrarotenergie von Objekten in einer Szenerie auf eine Anordnung von speziellen Sensoren fokussiert, die die Infrarotenergie pixelweise in elektrische Signale umwandeln, und ein Wärmebild ausgibt, das eine Anordnung von Pixeln mit Farbwerten umfasst, die Oberflächentemperaturen der Objekte auf dem Bild über ein thermisches Wellenlängenband entsprechen.
1 zeigt ein Wärmebildgebungssystem
100, das ein Wärmebild
101 eines weiblichen Individuums
102 aufnimmt, das wiederum über ein als Antenne gezeigtes Drahtlosübertragungselement
103 an eine Arbeitsstation übertragen wird. Auch wenn das Individuum in
1 weiblich ist, kann das Individuum männlich sein. Das Wärmebildgebungssystem kann ein beliebiges sein von: einer Single-Band-Infrarotkamera, einer Multi-Band-Infrarotkamera im Wärmebereich und einer Hyperspektrum-Infrarotkamera im Wärmebereich. Spezielle Prozessoren innerhalb der Wärmekamera assoziieren Pixelfarbwerte mit unterschiedlichen Temperaturen und stellen Ausgabefarbwerte jedes Pixels im entstehenden Wärmebild bereit. Die Auflösung für eine Wärmekamera ist effektiv die Größe des Pixels. Kleinere Pixel bedeuten, dass mehr Pixel für die gleiche Region von Interesse in das Bild wandern, wodurch die entstehende höhere Bildauflösung und somit eine bessere räumliche Definition erhalten werden. Da die Höhe der Schwarzkörperstrahlung, die ein Objekt abgibt, mit der Temperatur des Objekts steigt, sind Abweichungen der Temperaturen von Objekten auf einem Wärmebild beobachtbar. Wärmekameras bestehen im Allgemeinen aus fünf Hauptkomponenten: 1) einer Optik, die spezielle Focal Plane Arrays (FPAs) umfasst, die auf definierte Wellenlängen des Infrarotbereichs des elektromagnetischen (EM) Spektrums (~7,5 bis ~14 μm) reagieren; 2) einem Detektor zum Erfassen von Strahlung im Infrarotbereich; 3) einem Verstärker zum Verstärken der empfangenen Strahlung; 4) einer Anzeige zum Betrachten der aufgenommenen Bilder; und 5) Signalverarbeitungshardware wie z. B. eine CPU, ein Datenspeicher, ein Speicher, zum Durchführen von mathematischen Algorithmen, die Daten interpretieren und ein IR-Bild konstruieren. Übliche Wärmebildgebungssysteme beinhalten: InSb, InGaAs, HgCdTe und QWIP FPA. Neuere Technologien verwenden einen nicht gekühlten Mikrobolometer als FPA-Sensoren. Wärmekameras bieten einen relativ großen dynamischen Bereich von Temperatureinstellungen. Für die vorliegenden Zwecke jedoch wird bevorzugt, dass der Temperaturbereich der Kamera um die Oberflächentemperatur des Körpers des Individuums herum relativ eng zentriert ist, so dass kleine Temperaturabweichungen in Bezug auf Pixelfarbänderung verstärkt werden, um einen besseren Messwert für die Temperaturabweichung bereitzustellen. Der Leser wird auf beliebige einer Vielzahl von Texten zur thermischen Bildgebung verwiesen, z. B.:
"Infrared Thermal Imaging: Fundamentals, Research and Applications", Michael Vollmer, Klaus Peter Möllmann, Wiley-VCH; 1. Ausg. (2010) ISBN-13: 978-3527407170. Ein Verfahren zum Verbessern der räumlichen Auflösung eines Wärmebilds oder eines Teils davon ist offenbart in: ”Processing A Video For Spatial And Temporal Magnification With Minimized Image Degradation”, US-Patentanmeldung mit der fortlaufenden Nr. 13/708,125 von Mestha et al. Wärmekameras sind in diversen Handelskategorien leicht erhältlich. Wärmebilder werden unter Verwendung eines Wärmebildgebungssystems aufgenommen.
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Ein Wärmebild ist ein Bild, das unter Verwendung einer Wärmekamera aufgenommen wird. Jedes Wärmebild umfasst eine Mehrzahl von Pixeln, wobei jedes Pixel einen assoziierten entsprechenden Temperaturwert aufweist. Ein Wärmebild der Brüste eines Individuums ist auf dem Visualisierungsbildschirm 201 von 2 gezeigt. Die Wärmebilder werden von der Arbeitsstation für eine Manipulation durch diverse Aspekte der Funktionalität der hier offenbarten Softwareschnittstelle empfangen. Auch wenn die Wärmebilder hier schwarz-weiß sind, sei verstanden, dass Wärmebilder in Farbe sind.
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Das Empfangen eines Wärmebilds soll breit ausgelegt werden und beinhaltet: Abrufen, Empfangen, Aufnehmen, Erfassen oder anderweitiges Erhalten eines Wärmebilds oder eines Videos, das eine Mehrzahl von Wärmebildern umfasst, zur Verarbeitung gemäß den hier offenbarten Verfahren. Wärmebilder können aus einem Datenspeicher oder einer Speichereinheit der Wärmebildeinheit abgerufen oder von einer Remote-Einheit über ein Netzwerk erhalten werden. Wärmebilder können von Medien wie z. B. einer CD-ROM oder DVD abgerufen werden. Wärmebilder können von einem webbasierten System heruntergeladen werden, wodurch solche Bilder für eine Verarbeitung verfügbar gemacht werden. Wärmebilder können auch unter Verwendung einer Anwendung abgerufen werden, wie z. B. jener, die für mobile Einheiten umfassend verfügbar sind und auf der Mobiltelefoneinheit oder einer anderen mobilen Recheneinheit wie z. B. einem iPad oder Tablet verarbeitet werden. Wärmebilder sind von einem Brustbereich eines Individuums.
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Ein Brustbereich des Individuums beinhaltet Gewebe der Brust selbst und kann des Weiteren Abschnitt von umgebendem Nicht-Brustgewebe beinhalten, wie für das Untersuchen und Erkennen von Brustkrebs erforderlich. Regionen von Brustgewebe werden auf dem Wärmebild für eine Analyse automatisch oder manuell identifiziert.
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Ein Softwareschnittstellenwerkzeug ist eine Zusammensetzung aus einer benutzerauswählbaren Funktionalität, die auf einer Anzeigeeinheit wie z. B. einer Touchscreenanzeige einer Computerworkstation angezeigt wird. 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des vorliegenden Softwareschnittstellenwerkzeugs 200. Diverse Ausführungsformen des vorliegenden Softwareschnittstellenwerkzeugs umfassen einen Visualisierungsbildschirm, einen Temperaturbalken und eine Mehrzahl von auswählbaren Softwareobjekten.
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Ein VISUALISIERUNGSBILDSCHIRM bezieht sich auf einen Abschnitt des Softwareschnittstellenwerkzeugs (bei 201 gezeigt), auf dem zumindest ein Wärmebild zumindest einer Brust eines Individuums angezeigt wird.
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Ein TEMPERATURBALKEN bezieht sich auf einen Abschnitt des vorliegenden Softwareschnittstellenwerkzeug (bei 202 gezeigt), auf dem Temperaturwerte angezeigt werden, die mit den diversen Farben assoziiert sind, die das angezeigte Wärmebild umfassen.
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Ein auswählbares Softwareobjekt bezieht sich auf ein graphisches Element, das eine Vielzahl von Formen annehmen kann, wie z. B. eine Schaltfläche, ein herunterklappendes Menü, einen verschiebbaren Balken und dergleichen, wie auf dem Gebiet der Software allgemein bekannt und weitgehend verstanden. Spezielle maschinenlesbare/-ausführbare Programmanweisungen, die mit einer bestimmten ”Schaltfläche” assoziiert sind, sind so ausgelegt, dass sie eine Funktionalität durchführen, die dieses bestimmte Element darstellt. Die Auswahl durch einen Benutzer, der mit einer Maus darauf klickt oder diese bestimmte Schaltfläche auf einer berührungsempfindlichen Anzeigeeinheit manuell berührt, veranlasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) dazu, jene Programmanweisungen aus einem Datenspeicher abzurufen und diese Anweisungen auszuführen.
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Das 'LADEN'-Objekt (bei 203 gezeigt) ist ein Element, das bei Auswahl die Anzeige eines Infrarotbilds auf dem Visualisierungsbildschirm 201 bewirkt. Pixel im Bild mit einem höchsten Temperaturwert werden in einer ersten Farbe angezeigt und Pixel mit einer geringsten Temperatur werden in einer zweiten Farbe angezeigt. Pixel mit Temperaturwerten zwischen der höchsten und der niedrigsten Temperatur werden in Farbabstufungen zwischen der ersten und der zweiten Farbe angezeigt. Temperaturwerte, die mit den angezeigten Farben assoziiert sind, scheinen auf dem Temperaturbalken 202 auf.
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Ein '2D-ISOTHERME'-Objekt 204 ist ein Element, das bei Auswahl die Anzeige von Konturlinien auf dem Visualisierungsbildschirm 201 in 2D bewirkt. Die Konturlinien begrenzen oder ”umgrenzen” diverse Gruppen von farbigen Pixeln auf dem Bild, die im Wesentlichen ähnliche Temperaturwerte aufweisen.
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Ein ”3D-ISOTHERME”-Objekt 205 ist ein Element, das bei Auswahl die Anzeige von Konturlinien auf dem Visualisierungsbildschirm 201 in 3D bewirkt, wobei eine zunehmende Höhe der Konturlinien mit einer Erhöhung der Temperaturwerte von Pixeln im angezeigten Wärmebild assoziiert ist.
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Ein 'ZUSCHNEIDEN'-Objekt 206 ermöglicht einem Benutzer, einen beliebigen Abschnitt des angezeigten Wärmebilds selektiv zuzuschneiden.
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Ein ”ZOOMEN”-Objekt 207 ermöglicht einem Benutzer, einen beliebigen Abschnitt des angezeigten Wärmebilds zu vergrößern. Bei einer Ausführungsform wird das Zoomen unter Verwendung einer Ausführungsform des Bildverbesserungsverfahrens durchgeführt, das in der US-Patentanmeldung mit der fortlaufenden Nr. 13/708,125, Titel: ”Processing A Video For Spatial And Temporal Magnification With Minimized Image Degradation”, von Mestha et al. (genehmigt am 25.11.2014) offenbart ist.
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Ein ”NORMALISIEREN”-Objekt 208 normalisiert Temperaturen innerhalb einer identifizierten Region von Interesse auf einen höchsten Temperaturwert oder alternativ auf einen geringsten Temperaturwert.
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Ein ”SPEICHERN”-Objekt 209 ermöglicht dem Benutzer, einen beliebigen Abschnitt des angezeigten Bilds in einen Datenspeicher oder eine Speichereinheit zu speichern.
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Ein TEXTBEREICH bei 210, in dem Nachrichten für den Benutzer angezeigt werden, wie z. B. eine Nachricht, die eine Wahrscheinlichkeit dafür anzeigt, dass das Gewebe in der identifizierten Region von Interesse als eines von Wärme-BI-RADS-Kategorie, Thermo-Biologisch-Kategorie, Nicht-Kanzerös-Kategorie, Krebsverdacht-Kategorie und Kanzerös-Kategorie kategorisiert werden kann.
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Ein ”FRAMESCHIEBER”-Objekt 220 ermöglicht einem Benutzer, sich in einem Video vor und zurück zu bewegen, so dass ein unterschiedliches Bildframe auf dem Visualisierungsbildschirm angezeigt wird.
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Ein ”ISOTHERMENSTUFUNG”-Objekt 221 bewirkt die Auswahl einer Temperaturstufung für die angezeigten Konturlinien.
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Ein ”STUFUNG”-Objekt 222 bewirkt die Auswahl einer Temperaturstufung für die angezeigten Konturlinien.
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Ein ”REGION VON INTERESSE(ROI)”-Objekt 230 ermöglicht entweder die manuelle oder die automatische Auswahl zumindest einer Region von Interesse auf dem angezeigten Wärmebild. Eine Region von Interesse kann unter Verwendung einer großen Bandbreite von Bildverarbeitungstechniken auf einem Wärmebild identifiziert werden, z. B. Objektidentifikation, Mustererkennung, Pixelklassifizierung, Farbe, Struktur, räumliche Verhältnisse und/oder räumliche Merkmale. Eine Region von Interesse kann z. B. unter Verwendung einer Maus manuell identifiziert werden, um ein Gummibandkästchen um eine Region von Interesse zu ziehen. Eine beispielhafte Region von Interesse, die im Wesentlichen die rechte und die linke Brust des Individuums umfasst, ist bei 300 von 3 gezeigt. 4 zeigt die linke Brust des Individuums, die als Region von Interesse ausgewählt wurde. 5 zeigt eine Region von Interesse, die im Wesentlichen die linke Brust des Individuums umfasst, die manuell von einem Benutzer ausgewählt wurde. Beispielhafte angezeigte 2D-Konturlinien der Regionen von Interesse von 3 sind in 6 gezeigt. Beispielhafte angezeigte 2D-Konturlinien der Regionen von Interesse von 5 sind in 7 gezeigt. Es sei verstanden, dass ohne Auswahl einer Region von Interesse standardmäßig das gesamte Wärmebild zu einer Region von Interesse wird.
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Ein ”RECHTE BRUST(RB)”-Objekt 231 ermöglicht das automatische Identifizieren der rechten Brust auf dem angezeigten Bild.
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Ein ”LINKE BRUST(LB)”-Objekt 232 ermöglicht das automatische Identifizieren und Segmentieren der linken Brust auf dem angezeigten Bild.
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Ein ”RECHTE ACHSEL(RA)”-Objekt 233 und ein ”LINKE ACHSEL(LA)”-Objekt 234 bewirken die automatische Auswahl einer rechten und einer linken Region von Interesse; insbesondere von angrenzenden Geweben, die Lymphknoten enthalten.
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Ein ”BLICKWINKEL”-Objekt 235 ermöglicht einem Benutzer, einen Blickwinkel des angezeigten Wärmebilds zu ändern.
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Ein ”VISUELLE VERBESSERUNG”-Objekt 236 ermöglicht das visuelle Verbessern einer Region von Interesse, indem sie auf dem angezeigten Wärmebild durch Dämpfen von umgebendem Gewebe hervorgestellt angezeigt wird. 8 zeigt einen Bereich der linken Brust des Individuums auf dem Konturbild von 6, der durch Hervorheben des gewünschten Bereichs und Dämpfen von Bereichen außerhalb dieses Bereichs visuell verbessert wurde.
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Ein ”UNTERSUCHEN”-Objekt 237 bewirkt das manuelle oder automatische Untersuchen des Brustgewebes in der identifizierten Region von Interesse auf das Vorhandensein von kanzerösem Gewebe, das Fehlen von kanzerösem Gewebe oder dem Verdacht auf kanzeröses Gewebe. Bei einer Ausführungsform bewirken spezielle maschinenlesbare/-ausführbare Programmanweisungen, die mit dem Objekt ”Untersuchung” assoziiert sind, ein Erkennungsprotokoll, das eine beliebige Kombination umfasst aus: einem Histogrammdistanzverfahren, fraktalen Dimensionen, strukturbasiert, Deep Learning, Maschinenlernen, Nervennetz, biowärmebasiert, frequenzdomänenbasiert, 2D und 3D.
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Es sei verstanden, dass die Schritte des Bestimmens, Analysierens, Identifizierens, Empfangens, Verarbeitens, Auswählens, Durchführens und dergleichen, wie hier verwendet, das Anwenden diverser Signalverarbeitungs- und mathematischer Vorgänge beinhaltet, die an Daten und Signale angewandt werden, gemäß einem beliebigen spezifischem Kontext oder für einen beliebigen spezifischen Zweck. Es sei verstanden, dass solche Schritte durch einen Mikroprozessor erleichtert oder anderweitig bewirkt werden können, der maschinenlesbare Programmanweisungen ausführt, die von einem Datenspeicher oder einer Speichereinheit abgerufen werden.
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Ablaufplan der Tumorerkennung
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Es wird nun auf den Ablaufplan von 9 Bezug genommen, der eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Erkennen von tumorösem Brustgewebe unter Verwendung eines Wärmebilds veranschaulicht. Die Ablaufverarbeitung beginnt bei Schritt 900 und geht direkt zu Schritt 901 über.
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Bei Schritt 901, Empfangen eines Wärmebildes von freigelegtem Brusthautgewebe eines Individuums, das auf Brustkrebs untersucht wird. Das Wärmebild wurde unter Verwendung eines Wärmebildgebungssystems aufgenommen. Das empfangene Wärmebild kann auf der Visualisierungsschnittstelle angezeigt werden, indem ein Benutzer das LADEN-Objekt 203 des Softwareschnittstellenwerkzeugs von 2 auswählt. Ein beispielhaftes Wärmebildgebungssystem ist unter Bezugnahme auf die beispielhafte Ausführungsform von 1 gezeigt und erörtert. Beispielhafte Wärmebilder sind in den 2 bis 8 gezeigt.
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Bei Schritt 902, Auswählen einer Region von Interesse (ROI) auf dem Wärmebild. Beispielhafte ausgewählte Regionen von Interesse sind in den 3 bis 5 gezeigt. Eine Region von Interesse kann manuell oder automatisch durch eine Benutzerauswahl des ROI-Objekts 230 des Softwareschnittstellenwerkzeugs von 2 ausgewählt werden. Die folgende Funktionalität würde in Reaktion darauf umgesetzt, dass ein Benutzer das UNTERSUCHEN-Objekt 237 des Softwareschnittstellenwerkzeugs von 2 auswählt.
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Bei Schritt 903, Bestimmen eines Prozentsatzes von Pixeln p1 innerhalb der ausgewählten Region von Interesse, die eine Temperatur T 1 / pixel aufweisen, so dass T1 ≤ T 1 / pixel ≤ T2. Bei dieser Ausführungsform T1 = Tmax, wobei Tmax eine maximale Temperatur des Individuums ist und T2 = ⌊T1⌋ – 1°C.
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Bei Schritt 904, Bestimmen eines Prozentsatzes von Pixeln p2 innerhalb der ausgewählten ROI mit einer zweiten Temperatur T 2 / pixel, so dass T3 ≤ T 2 / pixel. Bei dieser Ausführungsform T3 = Tavg + (Tmax – Tavg)/3, wobei Tavg eine durchschnittliche Temperatur des Individuums ist.
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Bei Schritt
905, Bestimmen eines Verhältnisses
wobei P
edge eine Anzahl von Pixeln um eine Grenze eines potenziellen Tumors innerhalb der ausgewählten Region ist und P
block eine Anzahl von Pixeln im Umfang der ausgewählten Region ist.
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Bei Schritt 906, Anwenden einer Decision-Fusion-Regel R, um zu bestimmen, dass Gewebe innerhalb der ausgewählten Region von Interesse eines ist von: kanzerös, nicht kanzerös oder kanzerösverdächtig.
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Bei Schritt 907, Mitteilen des bestimmten Ergebnisses einem medizinischen Fachpersonal. Die Bestimmung kann auch an einen Datenspeicher, eine Speichereinheit, eine Anzeigeeinheit, eine mobile Einheit, eine Mobiltelefoneinheit und/oder eine Remote-Einheit über ein Netzwerk übertragen werden. Danach wird bei dieser Ausführungsform die weitere Verarbeitung gestoppt.
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Es sei verstanden, dass die hier gezeigten Ablaufschaubilder veranschaulichend sind. Ein oder mehrere der Vorgänge können in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden. Andere Vorgänge können hinzugefügt, modifiziert, verbessert oder zusammengefasst werden. Variationen davon sollen in den Umfang der beiliegenden Ansprüche fallen.
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Beispielhafter spezieller Computer
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Es wird nun auf 10 Bezug genommen, die ein Funktionsblockschaubild eines speziellen Computersystems 1000 zum Umsetzen diverser Aspekte des vorliegenden Softwareschnittstellenwerkzeugs von 2 und des Tumorerkennungsverfahrens veranschaulicht, das in Bezug auf den Ablaufplan von 9 gezeigt und beschrieben ist. Ein solcher spezieller Prozessor ist in der Lage, maschinenausführbare Programmanweisungen auszuführen und kann beliebiges eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuereinheit, einer ASIC, eines elektronischen Schaltkreises oder eine beliebige Kombination davon umfassen.
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In 10 steht ein Kommunikationsbus 1002 mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 1004 in Verbindung, die in der Lage ist, maschinenlesbare Programmanweisungen auszuführen, um beliebiges der Berechnungen, Vergleiche, logischen Vorgänge und anderer Programmanweisungen zum Durchführen beliebiger der oben in Bezug auf die Ablaufpläne und veranschaulichten Ausführungsformen davon beschriebenen Schritte durchzuführen. Der Prozessor 1004 steht mit einem Datenspeicher (ROM) 1006 und einem Datenspeicher (RAM) 1008 in Verbindung, die gesammelt beispielhafte Speichereinheiten darstellen. Ein solcher Datenspeicher kann verwendet werden, um maschinenlesbare Programmanweisungen und andere Programmdaten und -ergebnisse zu speichern, die ausreichend sind, um beliebige der hier beschriebenen Funktionalitäten durchzuführen. Eine Plattensteuereinheit 1010 ist mit einer oder mehreren Speichereinheiten 1014 verbunden, die einen externen Datenspeicher, Zip-Laufwerke, Flash-Datenspeicher, USB-Laufwerke oder andere Einheiten wie z. B. CD-ROM-Laufwerk 1012 und Diskettenlaufwerk 1016 umfassen können. Eine Speichereinheit speichert maschinenausführbare Programmanweisungen zum Ausführen der Verfahren davon. Solche Speichereinheiten können verwendet werden, um eine Datenbank umzusetzen, in der diverse Datensätze gespeichert werden. Eine Anzeigeschnittstelle 1018 bewirkt die Anzeige von Informationen auf einer Anzeige 1020 in diversen Formaten wie z. B. Audio, Graphik, Text und dergleichen. Eine Schnittstelle 1024 bewirkt eine Kommunikation über eine Tastatur 1026 und eine Maus 1028, gesammelt als graphische Benutzeroberfläche bezeichnet. Eine solche graphische Benutzeroberfläche ist für einen Benutzer nützlich, um Informationen über beliebige der angezeigten Informationen gemäß diversen Ausführungsformen davon einzugeben. Eine Kommunikation mit externen Einheiten kann unter Verwendung eines oder mehrerer beispielhafter Kommunikationsanschlüsse 1022 erfolgen. Solche Anschlüsse können mit beliebigen der hier beschriebenen und gezeigten beispielhaften Netzwerke verbunden werden, z. B. dem Internet oder einem Intranet, entweder durch eine direkte (drahtgebundene) Verbindung oder eine drahtlose Verbindung. Beispielhafte Kommunikationsanschlüsse beinhalten Modems, Netzwerkkarten wie z. B. eine Ethernetkarte, Router, PCMCIA-Steckplatz und -Karte, USB-Anschlüsse und dergleichen, die in der Lage sind, Daten von einer Einheit auf eine andere zu übertragen. Software und Daten werden über die Kommunikationsanschlüsse in Form von Signalen übertragen, die beliebiges von digital, analog, elektromagnetisch, optisch, Infrarot oder anderen Signalen sein können, die in der Lage sind, von der Kommunikationsschnittstelle übertragen und/oder empfangen zu werden. Solche Signale können z. B. unter Verwendung eines Drahts, eines Kabels, Glasfaser, Telefonleitung, Mobilverbindung, HF oder anderen Signalübertragungsmitteln umgesetzt werden, die derzeit auf dem Gebiet bekannt sind oder danach entwickelt werden.
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Die Lehren hiervon können vom Fachmann auf dem jeweiligen Gebiet unter Verwendung bekannter oder später entwickelter Systeme, Strukturen, Einheiten und/oder Software ohne übermäßiges Experimentieren anhand der hier bereitgestellten funktionellen Beschreibung mit allgemeinem Wissen auf dem relevanten Gebiet in Hardware oder Software umgesetzt werden. Außerdem können die Verfahren hiervon als Routine auf einem Personal Computer eingebettet oder als Ressource auf einem Server oder einer Workstation umgesetzt werden, z. B. als Routine, eingebettet in einem Plugin, Treiber oder dergleichen. Die Lehren hiervon können unter Verwendung von Objekt- oder objektorientierter Softwareentwicklungsumgebungen, die einen portierbaren Quellcode bereitstellen, der auf einer Vielzahl von Computer-, Workstation-, Server-, Netzwerk- oder anderen Hardwareplattformen verwendet werden kann, teilweise oder vollständig als Software umgesetzt werden. Eine oder mehrere der Funktionen hiervon können in einer virtuellen Umgebung emuliert werden, wie von einem Betriebssystem und anderen speziellen Programmen wie z. B. Windows oder Java bereitgestellt.
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Ein oder mehrere Aspekte der hier offenbarten Lehre sollen in einen Herstellungsgegenstand integriert werden, einschließlich einer oder mehrerer Computerprogrammprodukte, mit computerverwertbaren oder maschinenlesbaren Medien. Der Herstellungsgegenstand kann auf zumindest einer Speichereinheit enthalten sein, die von einer Maschinenarchitektur lesbar ist, die ausführbare Programmanweisungen beinhaltet, die in der Lage sind, die hier beschriebenen Verfahren durchzuführen. Der Herstellungsgegenstand kann versendet, verkauft, vermietet oder anderweitig getrennt bereitgestellt werden, entweder allein oder als Teil eines Add-on, einer Aktualisierung, eines Upgrades oder einer Produktsuite.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”Infrared Thermal Imaging: Fundamentals, Research and Applications”, Michael Vollmer, Klaus Peter Möllmann, Wiley-VCH; 1. Ausg. (2010) ISBN-13: 978-3527407170 [0020]