JP2014534042A - マンモグラフィーおよび/またはトモシンセシス画像データを使用して2d画像を生成するためのシステムおよび方法 - Google Patents

マンモグラフィーおよび/またはトモシンセシス画像データを使用して2d画像を生成するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、複数の画像を取得するステップであって、複数の画像の各々は、少なくとも1つの対応する領域を有する、ステップと、マージされた画像を生成するステップであって、マージされた画像もまた、対応する領域を有する、ステップとを含む、方法を含む。生成するステップは、複数の画像の対応する領域の属性を比較し、好ましい属性を有する画像源を識別することによって、複数の画像から、マージされた画像内の対応する領域に対する画像データを調達すべき画像源を選択することを含む。

Description

(関連出願)
本願は、米国特許法§119により、米国仮特許出願第61/563,785号(2011年11月27日出願)を基礎とする優先権を主張し、本願は、米国特許出願第12/471,981号(2009年5月26日出願)の一部係属出願であり、米国特許法§120により、該出願に基づく優先権を主張する。米国特許出願第12/471,981号は、米国特許7,760,924号(2008年11月21日出願)の一部係属出願であり、該特許は、米国特許7,606,801号(2007年7月13日出願)の一部係属出願であり、該特許は、米国特許出願第11/604,069号(2006年11月24日出願、現時点では、放棄)の一部係属出願であり、該出願は、米国特許7,577,282号(2005年11月10日出願)の一部係属出願である。上記出願の各々は、参照により本明細書に援用される。
(技術分野)
本特許明細書は、X線マンモグラフィーおよびトモシンセシスに関し、より具体的には、マンモグラム、トモシンセシス投影画像、合成された2次元(2D)画像、および/またはトモシンセシス再構築画像を取得および/または合成、処理、記憶、ならびに表示するための技法および機器、医療画像ソフトコピー読み取りシステム、ハンギングプロトコル、および他の医療画像表示特徴に関する。
マンモグラフィーは、長年、乳癌および他の異常の撮像ならびに診断のために使用されている。従来、マンモグラムは、X線フィルム上に形成されていたが、より最近では、フラットパネル式デジタル撮像機が、導入されており、フラットパネル式デジタル撮像機は、マンモグラムをデジタル形式で取得し、それによって、分析および記憶を促進し、他の利点も同様に提供している。さらに、乳房トモシンセシス等の方法を使用して、乳房の3次元画像を取得することに大きな注目が集められており、技術的発展が、それに向かって進められつつある。旧来のマンモグラフィーシステムによって生成される2D画像とは対照的に、乳房トモシンセシスシステムは、3D画像体積を一連の2D投影画像から構築し、各投影画像は、X線源が検出器上で走査されるにつれて、画像検出器に対するX線源の異なる角変位において得られる。構築された3D画像体積は、典型的には、画像データの複数のスラブまたはスライスとして提示され、スラブは、撮像検出器と平行な平面上で幾何学的に再構築される。再構築されたトモシンセシススライスは、放射線科医が、スラブをスクロールし、下層構造を閲覧することを可能にすることによって、単一スライス2次元マンモグラフィー撮像における組織重複および構造ノイズによって生じる問題を低減または排除する。
トモシンセシスシステムは、最近、乳癌スクリーニングおよび診断として認可された。本特許明細書の譲受人である、Hologic,Inc.は、本国における展示会において、乳房が固定されたままである間または乳房が異なる圧迫状態にある間のいずれかにおいて、マンモグラムおよびトモシンセシス画像の一方または両方のタイプを撮影する、融合型マルチモードマンモグラフィー/トモシンセシスシステムの実演を行なった。他の企業は、トモシンセシス撮像専用、すなわち、マンモグラムを取得する能力を同様に含まない、システムの導入を提案していた。
システムをトモシンセシス取得および画像表示に制限することは、医療従事者が、マンモグラム画像のスクリーニングおよび分析に慣れてしまっているので、トモシンセシス撮像技術の容認に対して障害を呈し得る。マンモグラムは、微細な石灰化の優れた可視化をもたらし、トモシンセシス画像と比較して、より高度な空間解像度をもたらすことができる。当技術分野における専用乳房トモシンセシスシステムによって提供されるトモシンセシス画像は、他の望ましい特性(すなわち、構造のより優れた可視化)を有するが、そのようなシステムは、医療従事者の既存の解釈専門知識を活用するものではない。
既存の医療専門知識を活用し、トモシンセシス技術への移行を促進する方法の1つは、特許文献1(米国特許第7,760,924、「System and Method for Generating a 2D Image from a Tomosynthesis Data Set」)に説明されている。第‘924号特許は、トモシンセシス投影または再構築画像とともに表示され、スクリーニングおよび診断を支援し得る、合成された2D画像を生成する方法について説明している。
米国特許第7,760,924号明細書
本発明の一側面によると、改良された合成2D画像が、複数のデータ源から最も関連するデータをマージすることによって得られ得ることが認識される。一実施形態では、マージは、2Dおよび3D画像データの組み合わせを使用して行なわれ、2D画像は、取得されたマンモグラム、合成されたマンモグラム、またはトモシンセシス投影画像のいずれかを含み得、3D画像データは、再構築された3Dデータセットを備え得る。代替実施形態では、マージされるデータは、3D投影画像および/または再構築画像を使用して、形成される。本明細書では、「マージされた」画像IMERGEと称される、改良された合成画像は、ワークステーション上に表示するために、全ての取得されたデータセット、およびコンピュータで生成されたデータセットから最も関連する情報を1つの「最良」2D画像に組み込む。したがって、表示されるマージされた画像内の画素領域は、取得された2D画像(マンモグラムまたはトモシンセシス投影画像)、合成された2D画像、あるいは再構築されたトモシンセシススライスまたはスラブのうちの1つ以上を含むが、それらに限定されない、データセット内の異なる画像によって調達され得る。特定の領域が、静的(すなわち、特定のグリッド内で)または動的に、識別され得、画像内の1画素から全画素までの粒度に及んでもよい。そのような配列を用いて、放射線科医は、単一2D画像のみを参照しながら、乳房内の多数の着目領域を迅速に閲覧し、それによって、乳癌スクリーニングおよび診断の性能および効率を増加させ得る。
本発明のさらなる側面によると、マップが、自動的に、マージされた画像内の各領域に対して生成され、マージされた画像内の領域を調達された特定の画像を識別する。領域が、ユーザによって選択された場合、起源となる画像が表示されることを可能にする、インターフェース特徴が、提供され得る。起源となる画像は、種々の様式で表示され、例えば、マージされた画像上にオーバーレイされ、2つの画像間をトグルすることを可能にするか、またはシネモードを使用して表示するか、あるいはマージされた画像に隣接して表示される等であり得る。
本発明のさらなる側面によると、特定のタイプの画像は、異なるタイプの関連情報を含み得ることが分かる。例えば、石灰化は、2Dマンモグラムにおいて最も良好に可視化される一方、腫瘤は、3D再構築画像を使用して、最も良好に可視化される。一実施形態では、異なるフィルタが、異なるタイプの画像(すなわち、2Dおよび3D)のそれぞれに適用され、フィルタは、それぞれの撮像モードにおいて最も良好に表示される、画像の特定の特性をハイライトするように選択される。マージに先立ったそれぞれのタイプの画像の適切なフィルタ処理は、最終マージ画像が、全画像タイプから得られ得る、最も関連する情報を含むことを確実にする。代替として、種々の画像に対して行なわれるフィルタ処理のタイプは、ユーザが、例えば、腫瘤、石灰化をハイライトする、あるいはマージされた画像を3D再構築スライスまたは2Dマンモグラム等の特定の画像タイプで見せることを対象とする、「マージモード」を選択することを可能にする、ユーザ入力を介して定義され得る。
画像のマージは、種々の方法で行なわれ得る。一実施形態によると、汎用コンピュータ支援診断(CAD)アルゴリズムが、2Dおよび3D画像のそれぞれ内の特徴を識別するために使用される。種々の特徴は、重みが割り当てられ、マージされた画像は、最も有意な重みを伴う領域を有する画像を選択することによって作られる。領域のサイズは、1画素から多(または、全画素でさえある)画素まで粒度が変動し得、静的に事前に定義され得、また源画像の可変閾値に従って変動し得る、マージンを有し得る。
本発明のさらなる側面によると、マージされた画像は、事前に処理され、トモシンセシス取得後、記憶され得、または放射線科医ワークステーションにおいて、マージされた画像の要求に応じて、動的に生成され得ることが想定される。
そのようなマージされた画像の可視化は、いくつかの短所を有し得ることが認識される。例えば、マージされた画像内に、鮮明な石灰化を呈するが、実際は、z−平面において互から離れた画像スライスから供給されている、近隣領域が存在する場合がある。したがって、マージされた画像内で石灰化の塊として見え得るものは、実際は、乳房全体を通して分布される石灰化であり、したがって、実際には、さらなるレビューを要求する石灰化集塊を表すものではない場合がある。本発明のさらなる側面によると、本問題は、集塊分散インジケータを含むことによって克服される。集塊分散インジケータは、マージされた画像とともに提供される、グラフィカルインジケータであり、z−平面に沿って、石灰化の分布を視覚的に示し、医療従事者が、石灰化群が、石灰化集塊を含むかどうかを迅速に査定することを可能にする。
本発明の一側面は、複数の画像を取得するステップであって、複数の画像の各々は、少なくとも1つの対応する領域を有する、ステップと、マージされた画像を生成するステップであって、マージされた画像もまた、対応する領域を有する、ステップとを含む、方法を含み、生成するステップは、複数の画像の対応する領域の属性を比較し、好ましい属性を有する画像源を識別することによって、複数の画像から、マージされた画像内の対応する領域に対する画像データを調達すべき画像源を選択することを含む。
前述の側面は、以下の実施形態のうちの任意の1つ以上を含むことができる。好ましい属性は、癌等の着目領域を示す属性、または代替として、乳房密度または乳房生体構造(例えば、忠実な乳房境界/乳首の外観)のより正確な表現を含む。概して、高画質/より良質の画像をもたらすことが可能ないずれの属性も、本明細書では、関連性があり得る。本方法はさらに、複数の画像をフィルタ処理し、複数の画像の属性を拡大させることを含むことができる。フィルタ処理は、異なるフィルタを異なるタイプの画像に適用することができる。本方法はさらに、ヒストグラムを提供し、好ましい属性の深度を図示することによって、対応する領域内の好ましい属性の分布を視覚的に示すことを含むことができる。複数の画像は、2D画像および3D画像を備えていることができる。複数の画像は、トモシンセシス投影画像、再構築されたトモシンセシススライス、マンモグラム、および合成された2次元画像から成る群から選択されることができる。本方法はさらに、マージされた画像内の領域に対するマップを生成することを含むことができ、マップは、マージされた画像内の領域を調達された複数の画像のうちの少なくとも1つを識別する。本方法はさらに、領域が、ユーザによって選択された場合、その領域を調達された複数の画像のうちの少なくとも1つを表示することを含むことができる。領域を調達された複数の画像のうちの少なくとも1つは、ユーザが、同時に、またはタイプ間をトグルすることによって、両タイプの画像を閲覧することができるように、マージされた画像にオーバーレイされることができる。
本発明の別の側面によると、ディスプレイワークステーションは、インターフェースを備え、インターフェースは、選択に応じて、マージされた画像の生成および/または表示をもたらす機構を含み、マージされた画像は、複数の領域を備えている2次元合成画像を備え、領域のうちの少なくとも2つは、画像群から選択される異なる画像によって調達され、画像群は、トモシンセシス投影画像、トモシンセシス再構築スライス、マンモグラム、および合成された2D画像を含む。
前述の側面は、以下の実施形態のうちの任意の1つ以上を含むことができる。インターフェースはさらに、ユーザが、マージされた画像の生成または表示のいずれかのモードを選択することを可能にするモード選択機構を含むことができる。インターフェースはさらに、マージされた画像の領域を選択するための機構と、ディスプレイステーション上に、選択された領域に関連する3次元情報を表示するための機構とを含むことができる。加えて、または代替として、マージされる表示の生成は、ワークステーションで行なわれず、システムの別の部分で生じることができる。インターフェースは、ユーザが、複数の領域のうちの少なくとも1つを選択し、複数の領域のうちの少なくとも1つを調達された画像群のうちの1つを表示可能であるように、マージされた画像内の複数の領域のうちの少なくとも1つに対するマップを表示可能である。インターフェースは、ユーザが、マージされた画像および複数の領域のうちの少なくとも1つを調達された画像群のうちの1つの両方を閲覧する、またはその間をトグルすることを可能にすることができる。インターフェースは、グラフィカルインジケータが、領域内の属性の深度を図示するように、マージされた画像の表示とともに、グラフィカルインジケータを提供することができる。インターフェースは、同時に、連続して、またはトグルモードにおいて、マージされた画像、トモシンセシス投影画像、トモシンセシス再構築スライス、マンモグラム、および合成された2D画像のうちの2つ以上を表示可能である。
本発明は、組み合わせにおいて、前述の側面および/または実施形態のうちの任意の1つ以上を含むことができ、本明細書に説明される詳細のいずれかのうちの任意の1つ以上を含むことができる。
本発明のこれらおよび他の側面が、以下の図に関連して、より詳細に説明される。
図1は、システムを通したデータのフローを図示する、ブロック図であり、トモシンセシスおよび/またはマンモグラフィー画像を取得するための組み合わせマンモグラフィー/トモシンセシス取得ステーションまたはトモシンセシス専用取得ステーションを含み、全ての利用可能なデータ源からの最も関連するデータを1つの2D画像にマージする、最良合成2次元画像を提供するための本発明の画像マージ技術を含む。 図2は、マージされた画像IMERGEおよびマージマップのうちの少なくとも1つを生成するために、本発明の画像マージ技術を通して合成された2Dマンモグラムである、一連のトモシンセシススライスデータフローを図示する、略図である。 図3は、マージされた画像の代替形式を図示する、略図であって、領域境界は、マージ画像が作られる間、動的に識別される。 図4は、本発明の画像マージプロセスの間に行なわれ得る、例示的ステップを図示する、フロー図である。 図5Aおよび5Bは、マージされた画像のディスプレイと、領域が、ユーザによって選択されるときの源画像の結果として生じるディスプレイとを図示する。 図6は、本発明の随意の集塊分散インジケータを組み込む、例示的マージされた画像ディスプレイの略図である。 (記載なし)
図面に図示される好ましい実施形態を説明する際、具体的専門用語が、明確性を目的として採用される。しかしながら、本特許明細書の開示は、そのように選択される具体的専門用語に限定されることを意図するものではなく、各具体的要素は、同様に動作する、全ての技術的均等物を含むことを理解されたい。
以下の略語は、本願全体を通して、以下の定義を有するものとする。表記Mpは、乳房の2次元投影画像である、従来のマンモグラムを指し、フラットパネル式検出器または別の撮像デバイスによって取得されるようなデジタル画像と、医療従事者に表示するために、あるいは、例えば、病院または別の施設のPACSシステム内に記憶するために、それを準備するための従来の処理後の画像との両方を包含する。
Tpは、同様に、2次元であるが、乳房と撮像X線の原点(典型的には、X線管の焦点)との間のそれぞれのトモシンセシス角度で撮影される、画像を指し、また、取得された画像だけではなく、表示のために、またはある他の使用のために、処理された後の画像を包含する。Trは、例えば、上記先行出願された特許出願に説明される様式において、画像Tpから再構築される画像を指し、TpまたはMp画像のために使用される角度だけではなく、任意の所望の角度において、そのスライスの投影X線画像として表されるであろう、乳房のスライスを表す。
用語Msは、頭尾方向(CC)または中外斜位方向(MLO)画像等のマンモグラフィー画像をシミュレートする、合成された2D投影画像を指し、トモシンセシス投影画像Tp、トモシンセシス再構築された画像Tr、またはそれらの組み合わせを使用して構築される。Ms画像は、医療従事者に表示するために、あるいは病院または別の施設のPACSシステム内に記憶するために、提供され得る。合成された2D投影画像を生成するために使用され得る方法の実施例は、2009年5月26日出願の米国特許出願第12/471,981号ならびに2008年11月21日出願の米国特許第7,760,924号に説明され、両方とも、その全体として、参照することによって本明細書に組み込まれる。
用語IMERGEは、Mp、Ms、Tp、またはTr画像のうちの任意の2つ以上を一緒にマージすることによって生成される、2D画像を指す。
用語IMERGE、Tp、Tr、Ms、およびMpはまた、表示、さらなる処理、または記憶のために、そのような画像を記述するために十分である、何らかの形式における情報を包含する。画像IMERGE、Mp、Ms、Tp、およびTrは、典型的には、表示される前は、デジタル形式であって、画素の2次元アレイ内の各画素の特性を識別する情報によって定義される。画素値は、典型的には、乳房内の対応する体積のX線に対するそれぞれの測定または推定あるいは算出された応答値(組織のボクセルまたは列)に関連する。好ましい実施形態では、トモシンセシス画像(TrおよびTp)、マンモグラフィー画像(Ms、Mp)、およびマージされた画像IMERGEの幾何学形状は、2005年11月15日出願の米国特許出願第11/667,650号「Matching Geometry Generation and Display of Mammograms and Tomosynthesis Images」(参照することによって本明細書に組み込まれる)に説明されるように、共通座標系に整合される。
図1は、本発明のマージされた画像の生成および表示特徴を組み込み得る、画像生成および表示システムの一実施例におけるデータのフローを図示する。図1は、フロー図の特定の実施形態を図示しており、あるプロセスは、特定の連続順序でまたは並行して生じるが、本発明は、概して、任意の特定の順序における画像処理の実施に限定されないことを理解されたい。
図1は、当技術分野において利用可能なシステムのいずれかの3次元および/またはトモシンセシス取得方法を使用して、患者の乳房のTp画像のためのトモシンセシス画像データを取得する、画像データ取得システム1を図示する。取得システムが、組み合わせシステムである場合、Mp画像もまた、生成され得る。いくつかの専用トモシンセシスシステムまたは組み合わせシステムは、旧来のマンモグラム画像を受け取り(図1における破線および凡例Mplegacyを介して示される事前に取得されたマンモグラムシステムを意味する)、医療用画像管理システム(PACS)記憶デバイス2に記憶するように適合され得るが、任意のMp画像が、取得システムによって取得される、または事前に記憶されることは必須ではない。
トモシンセシス画像取得後、投影画像Tpは、好ましくは、DICOM対応PACSである、記憶デバイス2に送信される。画像が、ディスプレイ5のために必要である場合、Tp画像は、該先行出願された特許出願に開示され、以下に詳述されるように、選択された厚さおよび選択された配向の乳房スライスを表す、再構築された画像スラブTrにTp画像を再構築する、再構築エンジンとして構成される、コンピュータシステム3に送信される(取得システム1または記憶デバイス2のいずれかから)。コンピュータシステムは、再構築エンジン3と実質的に並行して動作し、合成された2D画像(互換的に、T2dまたはMsとも称される)を生成し得る、2D合成機能性4とともにさらに構成され得る。再構築されたスライス画像Trは、次いで、閲覧されることができるように、ディスプレイシステム5に送信される。加えて、または代替として、Trスライスは、記憶デバイスに返されることもできる。再構築エンジン3が、高速リンクを介して、ディスプレイ5に接続される場合、大量のデータセットが、迅速に伝送されることができる。Ms、Mp、および/またはTp画像等の他の画像もまた、同時閲覧またはトグル閲覧のために、ディスプレイユニットに転送され得る。
図1に示されるように、本発明の撮像およびディスプレイシステムは、1つ以上のTpおよび/またはTr画像の組み合わせを使用して、CCおよびMLO配向の両方で撮影されたマンモグラムをシミュレートする2D画像を生成するための2D合成機を含む。合成された2D画像は、図1に示されるように、表示に先立って、動的に生成され得、および/または他のプロセスによって使用するために、記憶システム2内に記憶され得る。
本明細書により詳細に後述されるように、一式のモードフィルタ7a、7bが、画像取得と画像表示との間に配置される。フィルタ7aおよび7bの各々は、加えて、特定のタイプの画像のある側面をハイライトするように配列される、各タイプの画像(すなわち、Tp、Mp、Tr)のためのカスタマイズされたフィルタを含み得る。したがって、各モードは、具体的目的のために、最適な方法で調整/構成されることができる。調整または構成は、画像のタイプに基づいて、自動であり得るか、または、例えば、ディスプレイに結合されたユーザインターフェースを通して、手動入力によって、定義され得る。例えば、フィルタは、腫瘤/石灰化強調モード、3Dトモシンセシススライス観察モード、2Dマンモグラム観察モード等を定義するように提供され得る。
本発明の一側面によると、画像マージプロセッサ6は、一式の利用可能な画像から得られた関連画像データをマージし、表示のためのマージされた画像IMERGEを提供する。一式の利用可能な画像は、少なくともフィルタ処理済みおよび/またはフィルタ未処理Ms、Mp、Tr、および/またはTp画像を含む。図1では、全タイプの画像が、画像マージプロセッサ6に入力されるように図示されるが、マージされた画像の形式が、手動で構成可能であることも想定されることに留意されたい。したがって、キーパッド、タッチパッド、マウス、プルダウンメニュー、ボタン、スイッチ等から成る、ユーザインターフェースが、ユーザがマージし、表示のための最良2D画像を作り出すために、特定の2つ以上の画像群または画像タイプを選択することを可能にするように構成され得る。例えば、放射線科医は、2つ以上の再構築されたトモシンセシススラブをマージし、単一画像内に最も判別可能な構造を示すマージされた画像を提供することを所望し得る。代替として、放射線科医は、2Dマンモグラム画像、Mp、またはMsと、3D投影または再構築画像を組み合わせ、石灰化および構造の両方をハイライトする、マージされた画像を得てもよい。各タイプの画像に適用されるフィルタはさらに、概して、画像タイプ内で最も優勢または判別可能である、構造または特徴のタイプをハイライトする。したがって、あるフィルタは、マンモグラフィー画像に適用され、石灰化をハイライトし得る一方、異なるフィルタは、トモシンセシススライスに適用され、腫瘤をハイライトし得る。フィルタはまた、特定の画像に、所望の外観および感じを与えるように提供され得る。すなわち、マージされた画像をよりトモシンセシス画像またはマンモグラフィー画像に見えるようにする。
ディスプレイ5は、取得ワークステーションまたは技師のレビューステーションのディスプレイ、あるいは取得システムまたは記憶デバイスから物理的に遠隔である、すなわち、ネットワークを介して接続される、ディスプレイであり得る。
システムのディスプレイは、好ましくは、並行して(ディスプレイ上の別個のウィンドウ内に、技術ワークステーションの別個のモニタ上に、またはオーバーレイされるかのいずれかにおいて)または連続して、あるいはトグルモードにおいて、IMERGE、Ms、Mp、およびTr(および/またはTp)画像を表示可能であるべきであり、IMERGE、Ms、Mp、Tp、およびTr画像は、現在取得されているもの、または以前の研究で取得されたものであり得る。したがって、概して、ディスプレイは、現在および以前の研究から、同時にまたは連続して、あるいはトグルモードにおいて、マージされた画像IMERGE、マンモグラム(Ms、Mp)、およびトモシンセシス画像Tr(および/またはTp)を表示可能である。Trスライスは全て、乳房のMpまたはMs画像のサイズと同一であり得る、同一のサイズに再構築されることができるか、あるいは、最初は、取得時に使用されたX線ビームの扇形状によって決定されるサイズに再構築され、後に、適切な内挿法/外挿法によって、その同一のサイズに変換されることができる。
異なるタイプおよび異なる源の画像は、望ましいサイズおよび解像度で表示されることができる。例えば、画像は、(1)撮像された乳房組織全体が視認可能であるように、表示される画像サイズのサイズが最大化される、Fit To View Portモード、(2)画面上の表示画素が画像の画素に対応する、True Sizeモード、または(3)表示される画像のサイズが、並行して表示される別の画像か、またはそれとともに表示される画像であるか、またはトグルされることができる別の画像のそれに整合するように調節される、Right Sizeモードで表示されることができる。例えば、同一の乳房の2つの画像が、撮影され、それらが同一のサイズではないか、または同一の空間解像度を有していない場合、それらが並行して表示されるか、またはユーザがそれらの間をトグルする場合、画面上に同一のサイズで見えるように、選択的に、それらの一方をズームインまたはズームアウトするか、あるいは両方をズームし、比較を容易にするか、もしくは別様に検出/診断を促進するように規定される。公知の内挿法/外挿法および加重技法が、そのようなサイズ変更において使用されることができ、公知の画像処理技術は、検出/診断を促進する方法において、表示される画像の他の特性を類似させるように使用されることができる。そのようなサイズ調整された画像を閲覧する場合、本発明の一側面によると、マージされた画像IMERGEは、自動的に、適宜、サイズ調整される。
本特許明細書における非限定的実施例として説明されるシステムは、したがって、トモシンセシス投影画像Tp、トモシンセシス再構築画像Tr、合成されたマンモグラム画像Ms、および/またはマンモグラム画像Mp、あるいは単一タイプまたはタイプの任意の部分的組み合わせを選択的に受信および表示可能である。システムは、画像Tpに対するトモシンセシス画像データの画像Trへの再構築を行なうためのソフトウェア、マンモグラム画像Msを合成するためのソフトウェア、および一式の画像をマージし、マージされた画像の領域毎に、画像セット内の全画像のうちのその領域の最も関連する特徴を表示する、最良画像を提供するためのソフトウェアを有する。
本願の目的に対して、特徴は、画像に対する1つ以上のコンピュータ支援検出(CAD)アルゴリズムの適用に基づいて、「最も関連性がある」ものであって、CADアルゴリズムは、領域内または特徴間で検出された特徴に基づいて、画素あるいは領域に、数値、重み、または閾値を割り当てる。特徴は、例えば、推測病変、石灰化等を含み得る。Giger、他のRadioGraphics,(May 1993,pp.647656);Giger、他のProceedings of SPIE(Vol.1445(1991),pp.101103);Doi、他の米国特許第4,907,156号;Giger、他の米国特許第5,133,020号;Doi、他の米国特許第5,343,390号;Zhang、他の米国特許第5,491,627号に開示されるもの等、X線画像における異常のコンピュータ化された検出のための種々のシステムおよび方法が、現在公知である。
図2は、トモシンセシススライス10Aから10Nを備えている、トモシンセシス画像データセットTrからの画像データと、マンモグラム20からの画像データ(この場合、合成されたマンモグラムMsのマージを図的に図示する)との略図である。説明を容易にするために、フィルタは、本実施例では、示されない。画像データは、領域毎に画像を比較し、その領域に対して最も望ましい表示データを伴う画像を検索する、領域比較および画像マージプロセッサ6に転送される。最も望ましい表示データを伴う画像は、最高画素値を伴う画像、最低画素値を伴う画像、または画像へのCADアルゴリズムの適用に基づいて、閾値または重みが割り当てられた画像であり得る。その領域に対して最も望ましい表示データを伴う画像が識別されると、その領域の画素は、マージされた画像の対応する領域にわたって複製される。例えば、図2に示されるように、画像Msからの領域36Mは、領域36Iに書き込まれる。トモシンセシススライス10Aの領域35は、マージされた画像の領域35Iに複製される。
マージされた画像の領域が、入力されるにつれて、マージマップ40が、構築される。マージマップは、マージされた画像の各領域に対して、領域を調達された画像の識別子を記憶する。したがって、図2に示されるように、Ms識別子が、領域36内に記憶される一方、10A TRスライス識別子が、領域35内に記憶される。本明細書により詳細に後述されるように、マージされたマップが、マージ画像表示中に使用され、選択された領域に対する源画像の高速閲覧を可能にし得る。
図2の領域は、事前に定義されたグリッド領域として示されているが、領域は、このように、事前に定義される必要はない。むしろ、本発明の一側面によると、領域の境界は、領域比較および画像生成プロセス中、画素または複数画素粒状において、比較を行なうことによって、動的に識別される。図3は、任意の領域境界で、異なる源画像の多数の領域の組み合わせを介して構築されているマージされた画像50を図示する。例えば、図3に示されるように、境界は、スライス内の特定の特徴の検出に従って、識別され得る。
図4は、本発明の画像マージプロセスにおいて行なわれ得る、例示的ステップを図示するために提供される、フロー図である。ステップ62では、画像データセットが、取得される。画像データセットは、トモシンセシス取得システム、組み合わせトモシンセシス/マンモグラフィーシステムによって取得され得るか、または、単に、画像表示デバイスに対してローカルまたは遠隔のいずれかに位置する記憶デバイスから、既存のデータを読み出すことによって取得され得る。ステップ64では、ユーザは、随意に、マージモードを選択し得る。マージモードの選択の一部として、ユーザは、どの画像をマージのために使用するか、石灰化、推測病変、または腫瘤等のある特徴をハイライトするかどうか、より低解像度トモシンセシス画像として画像を表示するかどうか等を選択し得る。ステップ66では、最良ビューを作るためにマージされるべき画像が、例えば、米国特許第7,702,142号「Matching Geometry Generation and Display of Tomosynthesis Images」(参照することによって本明細書に組み込まれる)に説明されるように、共通座標系にマップされる。異なる座標系の画像を整合させる他の方法も、代替として、使用され得る。
ステップ72では、異なる画像間で領域を比較するプロセスが、開始する。ステップ74では、各IMERGE領域が、最も望ましい画素、値、またはパターンを有する画像セット内の画像の領域の画素で入力される。領域に入力するプロセスは、ステップ76において、全領域が評価されたと決定されるまで継続し、その時点において、マージされた画像は、表示の準備ができる。
図5Aおよび5Bは、ディスプレイ80の2つのビューを図示する。図5Aに示されるディスプレイ80の第1のビューは、取得または合成された画像セットの異なるものによって調達される領域を有する、マージされた画像82を図示する。図5Bは、本発明によって可能となる特徴の1つを図示し、それによって、ユーザは、マージされた画像82内の領域または面積83を選択し得、その面積に対して結果として生じる画像源84が、マージされた画像と一緒に表示される。当然ながら、画像は、マージされた画像に近接して表示される必要はない。一実施形態では、所望の領域の選択は、マージされた画像を源画像と置換するか、または代替として、源画像をマージされた画像上にオーバーレイし、2つがシネモードまたはトグルモードで閲覧されることを可能にする。複数の源画像は、このように、並行して表示され得る。すなわち、ユーザが、マージされた画像である、「スタック」内の複数の領域を選択するとき、プルダウンメニューまたは他の手段が、複数の画像の同時表示のために使用される。マージされた画像は、自動的に、アイコンに縮小され得るか、またはタスクバーに移動され得る。
マージされた画像はまた、ディスプレイのユーザインターフェースにおける異なるフィルタ、モード、または源の選択によって、動的に修正され得る。
本発明の別の側面によると、マージされた画像は、本質的に、トモシンセシス再構築によって提供される深度情報を除去することによって、レビュアーに提示されるデータを難読化し得ることを認識されたい。例えば、図6に示されるように、マージされた画像100は、石灰化のいくつかの集塊を含むように見える。石灰化の集塊は、癌の潜在的予測因子である。しかしながら、マージされた画像では、x−y軸のみにおいて評価するときに近接して見える石灰化は、実際には、乳房全体を通して分散されている場合がある。偽陽性癌の現れの可能性を低減させるために、本発明は、拡大された領域内の石灰化の深度を図的に図示する、ヒストグラム104、106を含む。ヒストグラム104は、石灰化の集塊が、実際に、現実的石灰化集塊であることを図示する一方、ヒストグラム106は、視覚化された石灰化が、実際には、乳房全体を通して分布していることを図示する。
上に述べたように、最も関連するデータを複数のデータ源からマージし、表示のための「マージされた」画像IMERGEを提供するためのシステムおよび方法が、図示および説明された。マージされた画像は、取得されたマンモグラム、合成されたマンモグラム、またはトモシンセシス投影画像および再構築された3Dデータセットを含む、2Dおよび3D画像データの任意の組み合わせの領域を組み合わせ、それによって、放射線科医が、単一2D画像のみ参照しながら、乳房内の多数の着目領域を迅速に閲覧し、乳癌スクリーニングおよび診断の性能および効率を増加させることを可能にし得る。
例示的実施形態が説明されたが、前述の実施例は、例証にすぎず、他の実施例もまた、添付の請求項の範囲内に包含されることを理解されたい。例えば、フロー図は、例示的ステップの例証であって、全体的画像マージは、当技術分野において公知のデータマージ方法を使用して、種々の様式で達成され得る。システムブロック図は、同様に、機能描写を図示する、代表例にすぎず、本発明の要件を限定するものとして見なされるものではない。したがって、前述の具体的実施形態は、例証であって、多くの変形例が、本開示の精神または添付の請求項の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に導入されることができる。例えば、異なる例証的実施形態の要素および/または特徴は、本開示の範囲および添付の請求項内において、相互に組み合わせられる、および/または相互に代用され得る。

Claims (17)

  1. 複数の画像を取得することであって、前記複数の画像の各々は、少なくとも1つの対応する領域を有する、ことと、
    マージされた画像を生成することと
    を含み、
    前記マージされた画像もまた、前記対応する領域を有し、前記マージされた画像は、合成された2D画像であり、前記生成することは、
    前記複数の画像の前記対応する領域の属性を比較し、好ましい属性を有する画像源を識別することによって、前記複数の画像から、前記マージされた画像内の前記対応する領域に対する画像データを調達すべき前記画像源を選択することを含む、方法。
  2. 前記好ましい属性は、潜在的癌を示す属性を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記複数の画像をフィルタ処理し、前記複数の画像の属性を拡大させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  4. フィルタ処理することは、異なるフィルタを異なるタイプの画像に適用する、請求項3に記載の方法。
  5. ヒストグラムを提供し、前記好ましい属性の深度を図示することによって、前記対応する領域内の前記好ましい属性の分布を視覚的に示すことをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記複数の画像は、2D画像および3D画像を備えている、請求項1に記載の方法。
  7. 前記複数の画像は、トモシンセシス投影画像、再構築されたトモシンセシススライス、マンモグラム、および合成された2次元画像から成る群から選択される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記マージされた画像内の領域に対するマップを生成することをさらに含み、前記マップは、前記マージされた画像内の前記領域を調達された、前記複数の画像のうちの少なくとも1つを識別することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  9. 前記領域が、ユーザによって選択された場合、前記領域を調達された前記複数の画像のうちの前記少なくとも1つを表示することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記領域を調達された前記複数の画像のうちの前記少なくとも1つが、前記マージされた画像にオーバーレイされ、それによって、ユーザは、同時に、または前記タイプ間をトグルすることによって、両タイプの画像を閲覧することができる、請求項8に記載の方法。
  11. ディスプレイワークステーションであって、前記ディスプレイワークステーションは、
    インターフェースを備え、前記インターフェースは、選択に応じて、マージされた画像の生成または表示をもたらす機構を含み、前記マージされた画像は、複数の領域を備えている2次元合成画像を備え、前記領域のうちの少なくとも2つは、画像群から選択される異なる画像によって調達され、前記画像群は、トモシンセシス投影画像、トモシンセシス再構築スライス、マンモグラム、および合成された2D画像を含む、ディスプレイワークステーション。
  12. 前記インターフェースは、ユーザが、前記マージされた画像の生成または表示のいずれかのモードを選択することを可能にするモード選択機構をさらに含む、請求項11に記載のディスプレイワークステーション。
  13. 前記インターフェースは、前記マージされた画像の領域を選択するための機構と、ディスプレイステーション上に、前記選択された領域に関連する3次元情報を表示するための機構とをさらに含む、請求項11に記載のディスプレイワークステーション。
  14. 前記インターフェースは、前記マージされた画像内の前記複数の領域のうちの少なくとも1つに対するマップを表示し、それによって、ユーザは、前記複数の領域のうちの少なくとも1つを選択し、前記複数の領域のうちの前記少なくとも1つを調達された、前記画像群のうちの1つを表示可能である、請求項11に記載のディスプレイワークステーション。
  15. 前記インターフェースは、ユーザが、前記マージされた画像と、前記複数の領域のうちの前記少なくとも1つを調達された、前記画像群のうちの前記1つとの両方を閲覧すること、またはそれらの間をトグルすることを可能にする、請求項14に記載のディスプレイワークステーション。
  16. 前記インターフェースは、グラフィカルインジケータが前記領域内の属性の深度を図示するように、前記マージされた画像の表示とともに、前記グラフィカルインジケータを提供する、請求項11に記載のディスプレイワークステーション。
  17. 前記インターフェースは、同時に、連続して、またはトグルモードにおいて、前記マージされた画像、前記トモシンセシス投影画像、前記トモシンセシス再構築スライス、前記マンモグラム、および前記合成された2D画像のうちの2つ以上を表示する、請求項11に記載のディスプレイワークステーション。
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