專利名稱：用于改善地自動檢測醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)中的異常的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于自動檢測在患者的身體區(qū)域的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)中的異常的方法及裝置，其中，提供要檢查異常的身體區(qū)域的多個圖像數(shù)據(jù)組，并且利用一種檢測算法在一個圖像計算機上自動進行檢查，以檢測所述圖像數(shù)據(jù)組中的異常。
背景技術：
在不同的診斷課題中采用醫(yī)學成像支持對患者的診斷。盡管用記錄的圖像數(shù)據(jù)可以由有經(jīng)驗的使用者識別診斷的重要異常，然而對于尚無經(jīng)驗的使用者卻存在由于并非總是最佳的圖像質量而忽視這類異常的風險。為了避免這種問題，公知一些通過所謂的CAD工具(計算機輔助檢測)在記錄的圖像數(shù)據(jù)中自動檢測病變的方法。在此，首先利用一種成像方法產(chǎn)生和存儲圖像數(shù)據(jù)組。這樣的方法例如是計算機斷層造影、磁共振斷層造影或者乳房造影。接著在圖像計算機上借助于檢測算法在所述像數(shù)據(jù)組中徹底搜尋表征病變的確定結構。向使用者顯示查找的結果。然后使用者根據(jù)其醫(yī)學知識判斷是涉及一種病變(真陽性)還是涉及找錯了的結構(假陽性)。例如公知自動檢測腸、肺和乳房病變的適用的檢測算法。例如檢測肝臟病變、骨骼病變以及肺動脈栓塞等等的其它的算法可以由此導出，或者還處于開發(fā)階段。對于適用的檢測算法的例子可以查閱專業(yè)文獻。
在一些自動檢測病變的應用中，例如在自動檢測結腸病變時，用多于一個的圖像數(shù)據(jù)組進行處理。在此對患者的腹部位置和在背部位置進行攝像。然后相互獨立地查找重建的圖像數(shù)據(jù)中的病變。在此存在的病變可能要么只在第一數(shù)據(jù)組中找到，要么只在第二數(shù)據(jù)組中找到，也可能在這兩個組中都找不到。如果使用者例如從第一數(shù)據(jù)組開始并且接著在第二數(shù)據(jù)組中找到一個病變，從而他就必須切換回第一數(shù)據(jù)組并且控制是否該病變以前在第一數(shù)據(jù)組中同樣也應該能夠發(fā)現(xiàn)。如果在兩個數(shù)據(jù)組中都檢測到病變，則該使用者就必須檢驗是否確實是同一種病變。在兩種情況下這都導致較高的工作成本。
在用計算機斷層造影進行肝臟檢查時要給與靜脈內(nèi)造影劑。然后用計算機斷層造影在不同的時間進行不同的掃描，即在施加造影劑前、在造影劑積聚在肝動脈中的階段、在造影劑積聚在肝靜脈的階段以及在一種所謂的后靜脈階段進行不同的掃描。在此充分地利用特定的病變基于其血管供給在不同的階段以不同的方式積聚造影劑。在此用于自動檢測病變的方法至今還必須用于這種達四個必須要相應地進行以上檢驗的圖像數(shù)據(jù)組。然而這對于使用者而言也同樣地關系到所不希望發(fā)生的高成本。
在許多應用中要按一定的時間間隔進行隨訪檢查。在這種隨訪檢查中檢驗存在的病變大小是否改變了或者是否又出現(xiàn)了其它的病變。這在自動地檢測病變以后要求在各自的新圖像數(shù)據(jù)組中同樣費事使將該圖像數(shù)據(jù)組與一個或者多個以前的圖像數(shù)據(jù)組進行比較。

發(fā)明內(nèi)容
從這種現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術問題在于，給出一種自動檢測醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)組中的異常的方法和裝置，所述方法和裝置使得使用者更容易對結果進行比較。
在本發(fā)明方法中提供要檢查異常的身體區(qū)域的多個圖像數(shù)據(jù)組并且利用一種檢測算法在圖像計算機上自動地檢查，以檢測圖像數(shù)據(jù)組中的異常。適當?shù)臋z測算法所屬領域技術人員可以從專業(yè)文獻中得知。本發(fā)明方法的特征在于，相互配準所述圖像數(shù)據(jù)組，以便通過該配準得到幾何的變換，用所述幾何變換，使所述圖像數(shù)據(jù)組之一中的圖像區(qū)域對應于另一個圖像數(shù)據(jù)組中的對應的圖像區(qū)域，所述圖像區(qū)域代表身體區(qū)域的相同位置。在立體圖像數(shù)據(jù)組中，可以通過該變換把一個圖像數(shù)據(jù)組的每個體素映射到另一個圖像數(shù)據(jù)組的對應的體素上。如果只提供兩個圖像數(shù)據(jù)組，則在此還只要求一個變換。在多于兩個圖像數(shù)據(jù)組的情況下得到多個變換，借此實現(xiàn)任意的這些圖像數(shù)據(jù)組之間的圖像區(qū)域的對應配置。
通過這種配準可以相互關聯(lián)從多個圖像數(shù)據(jù)組得出的CAD結果，并且不必由使用者單個地檢驗。從而在所述方法中，在檢測所述圖像數(shù)據(jù)組之一中的異常時，基于所述變換或者自動地或者根據(jù)使用者的輸入檢驗對應于所述身體區(qū)域的同一位置的圖像區(qū)域的異常，或者向使用者顯示。這實現(xiàn)了能夠檢驗在所述圖像數(shù)據(jù)組中發(fā)現(xiàn)的病變是否到底存在于對應圖像位置的其它圖像數(shù)據(jù)組中。這例如在檢查肝臟時起重要的作用，其中，對于診斷重要的是來自造影劑積聚的不同階段關于病變的信息，并且然后必須找出和一起顯示。通過這些信息例如可以說明腫瘤的種類。
在該方法和所屬的裝置中所述圖像數(shù)據(jù)組的配準可以用公知的配準方法進行。從而例如所述配準可以借助于人工的或者天然的界標進行，可以在單個圖像數(shù)據(jù)組中識別所述的界標。在按直接的序列用同一設備進行成像攝像的情況下還可以在已知的攝像參數(shù)的基礎上進行這類配準。當然用于所述圖像數(shù)據(jù)組的其它的配準方法也是可以使用的。
除了用于存儲身體區(qū)域的多個圖像數(shù)據(jù)組的存儲器單元以外，本發(fā)明裝置還包含一個配準模塊、至少一個檢查模塊、一個控制單元以及一個輸出單元。所述配準模塊用于配準圖像數(shù)據(jù)組和提供變換，通過所述變換使圖像數(shù)據(jù)組之一中的圖像區(qū)域對應于另一個圖像數(shù)據(jù)組中的對應的圖像區(qū)域，所述圖像區(qū)域代表所述身體區(qū)域的相同的位置。所述圖像區(qū)域涉及單個的像素或者體素，或者涉及這些像素或者體素的組。所述檢查模塊包含至少一個檢測算法，用所述檢測算法自動地徹底搜尋所述圖像數(shù)據(jù)組，以檢測在所述圖像數(shù)據(jù)組中的異常。在檢測圖像數(shù)據(jù)組之一中有異常的情況下，所述控制單元基于檢測算法自動地或者根據(jù)使用者的輸入檢驗另一個圖像數(shù)據(jù)組中對應于所述身體區(qū)域的同一位置的圖像區(qū)域中是否存在異常，或者在輸出單元上向使用者顯示該圖像數(shù)據(jù)組或者其它圖像數(shù)據(jù)組的對應的圖像區(qū)域。
通過所述方法和所屬的裝置，對使用者不再要求，在通過檢測算法自動地檢測一個病變以后檢驗已經(jīng)徹底搜尋過的圖像數(shù)據(jù)組是否在那里已經(jīng)識別出在該病變。更確切地說，這在本發(fā)明方法和所屬的裝置中自動地通過圖像計算機進行。在此或向使用者通知比較的結果，或在一個圖像顯示屏上顯示一個或者多個其它的圖像數(shù)據(jù)組的相應圖像區(qū)域。從而明顯地方便了使用者檢測醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)中的異常，以及進而顯著地減少與此相關的時間耗費。
在進行隨訪檢查的情況下有另一個顯著的優(yōu)點。在這類檢查中，可以基于已經(jīng)從以前檢查得到的結果和從配準得到的變換，立即在所述或者新的圖像數(shù)據(jù)組中對應當能夠識別出迄今已知病變的圖像區(qū)域進行導航。在此可以向使用者自動地顯示該圖像區(qū)域，而不須自己隨后再去查找。以此方式可以快速和可靠地確定所述病變的大小變化。同樣地還可以自動地檢驗新發(fā)現(xiàn)的病變，是否所涉病變在以前進行的檢查的圖像數(shù)據(jù)組中已經(jīng)存在并且例如只是被忽視了。所述圖像數(shù)據(jù)組的所涉區(qū)域的直接可視化在此也簡化了處理方式。
在本發(fā)明方法中提供的要檢查的圖像數(shù)據(jù)組原則上可以源自不同的優(yōu)選的斷層造影成像方法。在本發(fā)明方法及所屬裝置的優(yōu)選實施方式中用計算機斷層造影把該圖像數(shù)據(jù)組記錄成為立體數(shù)據(jù)組。在此不同的圖像數(shù)據(jù)組的采集例如在不同的時間在造影劑注射之前和/或之后進行。這相應地取決于不同的醫(yī)學應用，尤其是取決于所檢測的異常的種類。這些異常例如涉及病變、栓塞、狹窄、肺間質病變、骨質疏松癥、動脈瘤或解剖學上發(fā)育缺陷。


下面再次參照附圖借助于一個實施例對本發(fā)明的方法和所屬裝置予以簡要闡述。附圖中圖1示意性地示出在本發(fā)明的方法中的方法過程的一個示例，以及圖2示意性地示出本發(fā)明所述的裝置。
具體實施例方式
下面以兩個CT圖像數(shù)據(jù)組為例闡述按照本發(fā)明的方法，記錄患者的一個身體區(qū)域在注射造影劑后的不同時間的CT圖像數(shù)據(jù)組。在通過計算機斷層造影設備10記錄原始數(shù)據(jù)后，從原始數(shù)據(jù)中重現(xiàn)兩個圖像數(shù)據(jù)組1和2并且存儲在一臺圖像計算機11的存儲單元12中，所述圖像計算機11設計為按照本發(fā)明的裝置(參見圖2)。在用以記錄這兩個圖像數(shù)據(jù)組1和2的攝像幾何參數(shù)的基礎上，接著在圖像計算機11的配準模塊13中對這兩個圖像數(shù)據(jù)組的進行配準。
由這種配準得到一種變換矩陣，通過該矩陣可以使所述一個圖像數(shù)據(jù)組的每個體積元對應于另一個圖像數(shù)據(jù)組的一個體積元，該另一個圖像數(shù)據(jù)組的體積元代表在患者的被記錄下的身體區(qū)域中的同一位置。從而可以對標識出屬于一個病變的一個數(shù)據(jù)組的每個體積元，基于所述變換矩陣在所述另一個圖像數(shù)據(jù)組中找到對應的體積元。
在配準以后，在本發(fā)明方法中，首先通過檢查模塊14的檢測算法自動地徹底搜尋第一數(shù)據(jù)組1中的病變，如圖1中所示。可能的情況下，或者在圖像計算機11的監(jiān)視器16上直接向使用者顯示所檢測出的病變，或者首先與關于所述病變的位置的信息一起存儲所檢測出的病變。用相同的方式接著進行第二個圖像數(shù)據(jù)組2的自動檢查。如果在第二數(shù)據(jù)組2中找到了病變，則控制模塊15就采用所述變換矩陣檢驗，是否在同一位置上在第一數(shù)據(jù)組1中已經(jīng)寄存了一個病變，并且通過監(jiān)視器16通知使用者。在此可以同時在監(jiān)視器16上向使用者顯示第一圖像數(shù)據(jù)組1基于變換矩陣而已知的對應圖像區(qū)域，以進行監(jiān)控。
權利要求
1.一種用于自動地檢測在患者的身體區(qū)域的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)中異常的方法，其中-提供要檢查異常的身體區(qū)域的多個圖像數(shù)據(jù)組并且-利用一種檢測算法在圖像計算機(11)上自動地檢查，以檢測圖像數(shù)據(jù)組(1、2)中的異常，-其中對圖像數(shù)據(jù)組(1、2)進行配準，以得到變換，通過所述變換使所述圖像數(shù)據(jù)組(1、2)之一的圖像區(qū)域對應于另一個圖像數(shù)據(jù)組(1、2)中對應的圖像區(qū)域，所述圖像區(qū)域代表身體區(qū)域的相同位置，并且-其中在檢測所述圖像數(shù)據(jù)組(1、2)之一中的異常時，基于所述變換自動地或者根據(jù)使用者的輸入檢驗另一個圖像數(shù)據(jù)組(1、2)中對應于所述身體區(qū)域的同一位置的圖像區(qū)域是否存在異常，或者向使用者顯示。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，提供CT圖像作為在不同時間在造影劑注射之前和/或之后記錄的身體區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)組(1、2)。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，提供CT圖像作為源于時間上分開的對患者進行的檢查的身體區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)組(1、2)。
4.如權利要求1至3所述的方法，其特征在于，提供CT圖像作為患者處于不同位置和姿勢下記錄的所述身體區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)組(1、2)。
5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，自動地檢查圖像數(shù)據(jù)(1、2)中作為異常的病變和/或栓塞和/或狹窄和/或肺間質病變和/或骨質疏松癥和/或動脈瘤或者解剖學上發(fā)育缺陷。
6.一種用于自動地檢測在患者的一個身體區(qū)域的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)中異常的裝置，具有-存儲單元(12)，用于存儲所述身體區(qū)域的多個圖像數(shù)據(jù)組(1、2)，-配準模塊(13)，用于配準所述圖像數(shù)據(jù)組(1、2)，該配準模塊提供變換，通過所述變換使所述圖像數(shù)據(jù)組(1、2)之一中的圖像區(qū)域對應于另一個圖像數(shù)據(jù)組(1、2)中對應的圖像區(qū)域，所述圖像區(qū)域代表身體區(qū)域的相同位置，-至少一個檢查模塊(14)，該檢查模塊(14)用一種檢測算法自動地檢查所述圖像數(shù)據(jù)組，以檢測圖像數(shù)據(jù)組(1、2)中的異常，-控制模塊(15)，該控制模塊在所述圖像數(shù)據(jù)組(1、2)之一中檢測異常時，基于所述變換自動地或者根據(jù)使用者的輸入檢驗另一個圖像數(shù)據(jù)組(1、2)中對應于所述身體區(qū)域的同一位置的圖像區(qū)域是否存在異常，或者向使用者顯示，以及-輸出單元(16)，可以在該輸出單元(16)上顯示所述檢驗的結果，或者顯示圖像。
7.如權利要求6述的裝置，其特征在于，所述檢查模塊(14)設計成用于自動地檢測作為異常的病變和/或栓塞和/或狹窄和/或肺間質病變和/或骨質疏松癥和/或動脈瘤和/或解剖學上發(fā)育缺陷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于自動地檢測患者的一個身體區(qū)域的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)中異常的方法及裝置。在該方法中提供要檢查異常的身體區(qū)域的多個圖像數(shù)據(jù)組并且利用檢測算法在圖像計算機上自動地檢查，以檢測圖像數(shù)據(jù)組中的異常。在本發(fā)明方法中對圖像數(shù)據(jù)組進行配準，以得到變換，通過變換使圖像數(shù)據(jù)組之一的圖像區(qū)域對應于另一個圖像數(shù)據(jù)組中對應的圖像區(qū)域，所述圖像區(qū)域代表身體區(qū)域的相同位置，并在檢測圖像數(shù)據(jù)組之一中的異常時，基于變換自動地或者根據(jù)使用者的輸入檢驗另一個圖像數(shù)據(jù)組中對應于所述身體區(qū)域的同一位置的圖像區(qū)域是否存在異常，或向使用者顯示。通過該方法和裝置，對于使用者明顯地降低了自動檢測在醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)組中異常所花費的時間。
文檔編號A61B19/00GK101075347SQ20071012826
公開日2007年11月21日 申請日期2007年2月25日 優(yōu)先權日2006年2月23日
發(fā)明者盧茨·岡德爾 申請人:西門子公司