多模式計算機輔助診斷系統和方法

專利名稱：多模式計算機輔助診斷系統和方法
多模式計算機輔助診斷系統和方法
背景技術：
目前，乳房X射線攝影術是篩查乳腺癌首選的方法。然而，當有必要進行進一步評 估時，常常將其他乳腺成像檢查用于補充乳房X射線檢查。例如，通常將超聲用于對乳房X 射線攝影術中發現的病變或乳房X射線檢查中不可見的可觸知的病變做進一步評估。超聲 還用于對年輕婦女(即，年齡為30-50歲)的致密乳腺進行成像，并且特別用于通過觸診或 通過其他成像模式一般難以發現的囊腫和纖維瘤的情況。磁共振圖像(MRI)能夠用于對可 疑發現物的進一步評估，因為MRI由于其地質特性(topographic properties)、更大的視 野和更強的軟組織聯系而具有出眾的檢測靈敏度。研究表明，乳房X射線攝影術漏檢的病 變中的10-30%在MRI中是可見的。目前，為了包括各種模式的所有優點，醫師兼顧乳房X射線檢查和/或超聲來閱讀 MRI0這是耗時且困難的過程。此外，MRI、乳房X射線檢查和/或超聲中的乳腺病變需要以 快速且精確的方式檢測和歸類。

發明內容
本文所描述的示范性實施例包括具有圖像加載器的系統，該圖像加載器包括用于 處理多模式圖像的處理器，多模式圖像中的至少一種是乳房X射線檢查圖像，該處理包括 基于計算機輔助診斷工具和同時顯示多模式圖像的圖像瀏覽器生成診斷信息。


圖1示出了根據示范性實施例的系統的示意圖。圖2示出了可以用于圖1的系統的示范性顯示屏幕。圖3示出了根據示范性實施例的方法的流程圖。
具體實施例方式以下示范性實施例涉及用于同時分析多模式的圖像的計算機輔助診斷(CAD)系 統。然而，應該認識到，盡管是關于用于診斷乳腺癌的圖像模式描述了示范性實施例，還可 以類似地診斷其他疾病或病癥。圖1示出了根據示范性實施例的系統100的示意圖。例如，系統100是用于診斷 乳腺癌的CAD系統。系統100包括圖像加載器110和圖像瀏覽器120。圖像加載器110被 用于加載從多醫學成像模式中采集的、將在圖像瀏覽器120上處理和顯示的圖像150。例 如，多模式圖像150包括MRI圖像150a、超聲圖像150b和乳房X射線檢查圖像150c。然 而，本領域的技術人員應當理解，還可以處理和顯示其他類型的模式圖像或附加數目的模 式圖像，并且系統100可能適于其他病癥或疾病的檢測，這些疾病的檢測可能需要MRI圖像 150a、超聲圖像150b或乳房X射線檢查圖像150c之外的模式圖像。例如，用于監測腫瘤擴 散的CT圖像和/或非乳房X射線檢查的X射線圖像可以備選地被添加到一幅或多幅圖像 中或可以替換一幅或多幅圖像。
圖像加載器110包括處理器130和/或存儲器140。處理器130處理將在圖像瀏 覽器120上顯示的多模式圖像150。多模式圖像150或者暫時地或者永久地存儲在存儲器 140中。圖像加載器110能夠接收和處理來自一個或多個圖像掃描器的多模式圖像150，圖 像加載器110連接到圖像掃描器上。因此，例如，圖像加載器110連接到MRI掃描器上用以 接收和處理MRI圖像150a，連接到超聲掃描器上用以接收和處理超聲圖像150b，以及連接 到X射線掃描器上用以接收和處理乳房X射線檢查圖像150c。本領域的技術人員應當理 解，圖像加載器110可以根據實際情況附加地或備選地連接到CT掃描器或其他模式類型的 掃描器上。此外，經處理的多模式圖像150可以存儲在存儲器140中以用于將來的檢索和處 理而非即時處理。因此，實際使用過程中，圖像加載器110不需要連接到任何的圖像掃描器 上，因為存儲器140能夠存儲先前掃描的多模式圖像150，可以之后對多模式圖像150進行 處理。因此，圖像加載器的處理器130可以處理存儲的多模式圖像150，使得可以將圖像150 同時顯示在圖像瀏覽器120上。備選地，圖像加載器110可以連接到至少一種圖像掃描器上，使得可以之后采集 并在圖像加載器110的存儲器140中存儲尚未直接掃描和由圖像加載器110接收到的模式 的任何圖像。例如，系統100可以連接到MRI掃描器上，MRI掃描器生成由圖像加載器110 接收到的MRI圖像150a。超聲和乳房X射線檢查圖像150b和150c，或諸如CT圖像的備選 模式圖像可能已經存儲在存儲器140上。圖像加載器110可以處理來自各種源(即，存儲 器140、MRI掃描器)的多模式圖像用于在圖像瀏覽器120上顯示。本領域的技術人員應當理解，可以以任意多種方式將圖像存儲在存儲器140中， 例如，通過與可以從那里下載圖像的網絡位置的連接、通過與閃存卡的連接，或通過與圖像 存檔及通信系統(PACS)的連接。例如，圖像瀏覽器120是CRT顯示裝置、IXD顯示裝置、等離子體顯示裝置或能夠 顯示多模式圖像150的任何其他的顯示模塊。本領域的技術人員應當理解，圖像瀏覽器120 還可以是依照FDA對診斷乳房X射線檢查的要求用于乳房X射線檢查顯示的5MP監視器。圖2示出了圖像瀏覽器120的示范性實施例，圖像瀏覽器120顯示了工具條160， 以及MRI圖像150a、超聲圖像150b、乳房X射線檢查圖像150c以及包括患者信息和隨訪報 告的報告170。工具條160包括針對各種系統功能的菜單和/或圖標。MRI圖像包括所有 的圖像序列，諸如，例如造影前和造影后的圖像、Tl和T2加權的圖像和其他重建的圖像、最 大強度投影(MIP)和在不同視圖[冠狀的、軸向的和徑向的]中的多平面重建(MPR)以及 時間/強度曲線。例如，乳房X射線檢查圖像包括斜側(medio-lateral) (ML)視圖和上下 (crano-caudal) (CC)視圖。例如，超聲圖像包括2D、3D或多維中的實時視頻和/或數字圖 像。同時顯示多模式圖像150，使得可以直接在各模式間比較圖像150。圖像加載器110和圖像瀏覽器120可具體化為包括計算系統和監視器的單個工作 站，使得多模式圖像150可以由計算系統的處理器130處理并在計算機監視器上顯示。然 而，本領域的技術人員應當理解，在本公開的宗旨范圍內可以使用任何的處理和顯示模塊。在圖像瀏覽器120上顯示的工具條160包括針對將由處理器130處理的各種工具 功能的菜單和圖標。醫師例如通過觸摸圖像瀏覽器120或使用一個或多個輸入裝置與工具 條160進行交互，其中，圖像瀏覽器120是觸敏屏幕，所述輸入裝置是諸如連接到圖像瀏覽器120或圖像加載器110上的鼠標和/或鍵盤。系統100可以包括窗寬/窗位(window/ level)控制和感興趣區域的工具。醫師(例如，放射科醫師)使用這些工具標記在任意多 模式圖像150中可見的可疑病變。標記感興趣區域后，這些區域被保存到文檔中以用于隨 后的重新觀察和分析。該文檔可以存儲在存儲器140中。控制工具還可以包括允許從存儲 器140中加載存儲的圖像的功能。其他的控制工具可以包括保存、打開、改變視圖、縮放等。 本領域的技術人員應當理解，還可以包括其他窗寬/窗位控制工具。工具條160還可以包括其他圖像分析工具，諸如，例如圖像相減、圖像分割和用于 分析預選定病變的其他高級功能。醫師將圖像相減用于觀察圖像間的不同，該圖像可以是 造影后的圖像減去造影前的圖像，以提高增強的病變的醒目度。當在造影劑施用之前病變 或病變背景表現出高信號時，這種方法可能特別有用。圖像相減還用于醫師評估MRI中可 疑病變的動態增強，常常稱為時間-強度曲線。根據在不同時間捕獲的一系列造影后的圖 像生成這種曲線。該曲線還可以在圖像瀏覽器120上顯示。可以交互使用用于圖像分割的工具來識別感興趣的病變，所述圖像分割的工具諸 如是自適應閾值、固定閾值和/或灰度級形態學。還可以輔助識別感興趣區域的其他分割 工具包括區域生長、活動輪廓、橢圓擬合等。圖像分割工具還可包括諸如血管抑制工具的分 割增強工具。這些高級功能工具用于分析預選定的病變。高級功能工具可以包括提取工具， 該提取工具可以從選定的病變中提取特征(例如，形狀、紋理)并使用先前診斷病例的數據 庫澄清感興趣的病變是良性或是惡性，先前診斷病例的數據庫可以存儲在系統100的存儲 器140中。高級功能工具還可以生成與評估相關的置信百分比和隨訪報告，該置信百分比 和隨訪報告可以在圖像瀏覽器120上的報告部分170中顯示。除了以上描述的功能工具，系統100可能能夠分辨出醫師不可見的感興趣區域， 或醫師已經忽略了的那些感興趣區域。可以在圖像150上標記這些病變，用于醫師使用工 具條160的工具做進一步分析。本發明的示范性方法200如圖3所示，在圖3中，在步驟210中經由圖像加載器 110加載多模式圖像150并在步驟220中在圖像瀏覽器120上顯示多模式圖像150。隨后， 可以在步驟230中識別感興趣區域并在步驟MO中分析這些感興趣區域。可以以各種方 式加載多模式圖像150。加載多模式圖像150可能要求圖像加載器110連接到圖像掃描器 (即，MRI掃描器、超聲掃描器、用于乳房X射線檢查的X射線掃描器)的一個或一些組合， 使得可以由圖像掃描器掃描并數字化一幅或多幅多模式圖像150，并由圖像加載器110接 收一幅或多幅多模式圖像150用于處理。備選地，從圖像加載器110的存儲器140中加載 多模式圖像150，在存儲器140中可能已經預先存儲了各種多模式圖像150。還可以從模式 掃描的任意組合以及從圖像加載器110的存儲器140先前存儲的圖像的檢索中將多模式圖 像150加載到圖像加載器110。在步驟220中，圖像瀏覽器顯示多模式圖像150，以及工具條160和報告170。圖 像瀏覽器120的顯示可以分為分立的各部分，使得工具條160、報告170和每種模式的圖像 150在分立的部分中顯示。例如，如果模式為MRI、超聲和乳房X射線檢查，這三種最常用的 用于診斷乳腺癌的圖像模式，那么每種模式在圖像瀏覽器120的分立的部分中顯示。例如， 圖2示出了在第一部分顯示的MRI圖像150a、在第二部分顯示的超聲圖像150b，以及在第 三部分顯示的乳房X射線檢查圖像150c。
MRI圖像可以包括造影前和造影后的圖像、Tl和T2加權的圖像。本領域的技術人 員應當理解，造影劑可以用于MRI以勾畫感興趣區域。本領域的技術人員還應當理解，可以 將Tl和T2加權的圖像用于生成時間/強度曲線。這些曲線也可以在第一部分中顯示。第 一部分還可以包括附加的空間，用于其他可以輔助診斷的MRI圖像或圖表，諸如重建的圖 像(例如，相減的圖像，不同視圖[冠狀的、軸向的和徑向的]中的MIP和MPR，以及時間/ 強度曲線)。第二部分的超聲圖像150可以是靜止圖像或是超聲的視頻循環。第三部分的乳房X射線檢查圖像150c可以包括乳腺的ML視圖和CC視圖，乳腺的 ML視圖和CC視圖這兩者是檢測乳腺中病變時的兩種主要的乳腺視圖。在需要附加視圖的 情況下(例如，放大的乳房X射線檢查視圖和先前的乳房X射線攝影術研究)，還可以在第 三部分中顯示這些圖像。第三部分還可以包括附加的空間，用于任何其他必要的圖像或信 肩、ο在步驟220中，工具條160和報告170還在它們各自的部分中顯示。工具條160 部分包括針對各種工具功能的菜單選項和圖標。報告170部分顯示患者信息(例如，年齡、 性別、醫學歷史)以及由系統100生成的任何報告。報告170還可以包括附加的空間，用于 包括關于圖像的任何醫師意見，或在之后時間可能涉及的可能的診斷。本領域的技術人員 應當理解，圖像瀏覽器120的顯示可以包括任意數目的部分以容納正被分析的該數目的圖 像模式。在步驟230中，可以以多種方式識別感興趣區域。通過醫師對同時顯示的多模式 圖像150的觀察或通過系統100可以識別感興趣區域，系統100可以基于先前識別的病變 識別可能的病變。然后可以在圖像150上標記感興趣區域。經標記的多模式圖像150可以 存儲在存儲器140中，使得可以由醫師隨后對它們進行重新觀察和/或分析。來自工具條 160的分析工具還可以用于輔助醫師標記感興趣區域。一旦識別了感興趣區域，在步驟MO中可以使用工具條160中顯示的可用工具功 能分析圖像的標記區域。醫師可以從工具條160中選擇各種分析工具，諸如圖像分割、圖像 相減、特征提取等。使用分析工具，醫師可能能夠確定在步驟230中識別的病變是否為關注 的病變，以及它們是良性或是惡性。如果使用諸如特征提取的分析工具，系統100可能能 夠使用特征取值來評估所識別的感興趣區域是否值得關注，并提供置信百分比以及隨訪報 告，置信百分比和隨訪報告可以在圖像瀏覽器120的報告部分170中顯示。在進一步的實 施例中，除了從工具條160中選擇工具外，醫師可以通過按下輸入裝置上的熱鍵選擇分析 工具，輸入裝置可以連接到圖像加載器110上。這些熱鍵可以預設置或者由醫師設置。因此，通過同時顯示多模式圖像150以及通過提供分析工具，本文所描述的系統 和方法將使醫師能夠通過觀察多模式的圖像來識別和分析感興趣區域。這種系統將輔助醫 師以更有效的方式做出準確的診斷。對本領域的技術人員顯而易見的是，在不脫離本發明的宗旨和范圍的情況下可以 對本發明進行各種修改。因此，本發明意在包括所有這些修改和變型，只要這些修改和變型 落在權利要求或與權利要求相當的范圍內。還應當注意到，權利要求書可以包括根據PCT條例6.2(b)的參考標記/標號。然 而，本權利要求書不應當解釋為限于與參考標記/標號對應的示范性實施例。
權利要求
1.一種系統，包括圖像加載器(110)，其包括處理多模式圖像的處理器(130)，所述多模式圖像中的至少 一種是乳房X射線檢查圖像，所述處理包括基于計算機輔助診斷工具生成診斷信息；以及圖像瀏覽器(120)，其同時顯示所述多模式圖像。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述處理器(130)識別所述多模式圖像上的感興趣 區域，所述診斷信息針對所述感興趣區域。
3.如權利要求1所述的系統，其中，所述圖像瀏覽器(120)還顯示所述診斷信息。
4.如權利要求1所述的系統，其中，所述計算機輔助診斷工具包括圖像相減功能和圖 像分割功能中的一種。
5.如權利要求2所述的系統，其中，所述診斷信息包括所述感興趣區域是良性或是惡性。
6.如權利要求1所述的系統，其中，所述圖像加載器(110)還包括存儲所述多模式圖像 的存儲器(140)。
7.如權利要求1所述的系統，其中，所述圖像瀏覽器(120)顯示工具條，所述工具條包 括用于選擇將在所述多模式圖像上執行的所述計算機輔助診斷工具的模塊。
8.如權利要求1所述的系統，其中，所述圖像瀏覽器(120)基于所述圖像模式在預定位 置顯示所述圖像。
9.如權利要求1所述的系統，其中，所述多模式圖像還包括MRI圖像、超聲圖像和非乳 房X射線檢查的X射線圖像。
10.如權利要求1所述的系統，其中，所述乳房X射線檢查圖像包括斜側視圖和上下 (CC)視圖中的一種。
11.如權利要求1所述的系統，其中，所述計算機輔助診斷工具包括包括先前診斷病 例的數據庫。
12.一種方法，包括加載Ο ο)多模式圖像，所述多模式圖像中的至少一種是乳房X射線檢查圖像；處理所述多模式圖像，以準備待顯示的所述多個圖像，所述處理包括基于計算機輔助 診斷工具生成診斷信息；以及在圖像瀏覽器上同時顯示(220)所述多模式圖像。
13.如權利要求12所述的方法，還包括顯示包括所述診斷信息的報告。
14.如權利要求12所述的方法，還包括同時顯示患者信息和所述多模式圖像。
15.如權利要求12所述的方法，其中，所述診斷信息包括乳腺癌的診斷，并且所述計算 機輔助診斷工具包括乳腺癌的先前診斷的圖像。
16.如權利要求12所述的方法，還包括分析(230)所述多模式圖像以識別感興趣區域，通過用戶和所述計算機輔助診斷工具 中的一種來識別所述感興趣區域。
17.如權利要求12所述的方法，還包括顯示多個計算機輔助診斷工具；以及通過用戶接收對所述計算機輔助診斷工具的選擇。
18.如權利要求12所述的方法，其中，所述計算機輔助診斷工具包括圖像相減功能和 圖像分割功能中的一種。
19.如權利要求12所述的方法，其中，所述多模式圖像還包括MRI圖像、超聲圖像和非 乳房X射線檢查的X射線圖像中的一種。
20.一種系統，包括用于接收多模式圖像的模塊(110)；用于處理多模式圖像的模塊(130)，所述處理包括基于計算機輔助診斷工具生成診斷 信息；以及用于在圖像瀏覽器上同時顯示所述多模式圖像模塊(120)。
全文摘要
一種診斷系統，具有包括用于處理多模式圖像的處理器的圖像加載器以及同時顯示多模式圖像的圖像瀏覽器，所述多模式圖像中的至少一種是乳房X射線檢查圖像，所述處理包括基于計算機輔助診斷工具生成診斷信息。
文檔編號A61B6/00GK102083370SQ200980120768
公開日2011年6月1日 申請日期2009年6月1日 優先權日2008年6月11日
發明者G·M·紐斯特德, L·A·邁內爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 芝加哥大學