專利名稱：用于使圖像與組織特征數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于分析并檢查大量診斷數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。更具體地，本發(fā)明涉及 用于檢查從體內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)收集的大量圖像數(shù)據(jù)和血含量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)越加廣泛地利用膠囊型內(nèi)窺鏡的用途。膠囊型內(nèi)窺鏡通常包括諸如 照相機(jī)或CCD裝置的成像裝置，并且通過(guò)患者的消化道。由于膠囊型內(nèi)窺鏡所經(jīng)過(guò)的大范 圍的路徑，生成了大量數(shù)據(jù)和圖像。近年來(lái)，已發(fā)現(xiàn)可以利用某些光散射和吸收技術(shù)來(lái)通過(guò)檢測(cè)早期微脈管血供 增加檢測(cè)異常活體組織。已發(fā)現(xiàn)用以幫助體內(nèi)腫瘤成像、篩查和檢測(cè)的這種被稱為“早 期血供增加(Earlylncrease in Blood Supply)”的應(yīng)用。在接近受影響的、在發(fā)展 成病變或腫瘤之前的這類病變或腫瘤的前體但本身不是這樣的前體的組織中，可能出 現(xiàn)EIBS。在如下文章中已公開(kāi)采用EIBS作為早期檢測(cè)方法的技術(shù)，其中，該文章通 過(guò)弓I 用包含于此標(biāo)題為"Increased Microvascular Blood Content is an Early Eventin Colon Carcinogenesis", ffali et. al. , Gut April 2005;54:654-660。 在 Y. L. Kim, Y. Liu, R. K. ffali, H. K. Roy, M. J. Goldberg, A. K. Kromin, K. Chen 和 V. Backman, Simultaneous measurement ofangular and spectral properties of light scattering forcharacterization of tissue microarchitecture and its alteration inearly precancer, IEEE J. Sel. Top. Quant. Elec. , Vol. 9, 243-256 (2003)以 R M. P. Siegel, Y. L. Kim, H. K. Roy, R. K. ffali 禾口 V. Backman, Assessment of blood supply in superficial tissue bypolarization-gated elastic light-scattering spectroscopy, AppliedOptics, Vol. 45，335-342 (2006)中已公開(kāi)使用偏振光來(lái)檢測(cè)Hb濃度的技術(shù)，并且 這些文章通過(guò)引用全部包含于此。已知多種用于檢測(cè)組織內(nèi)的異常的技術(shù)，并且即使不是全部，其大部分也需要人 為分析。例如，為了利用從作為診斷工具的膠囊型內(nèi)窺鏡收集到的所有數(shù)據(jù)，醫(yī)生或臨床醫(yī) 師必須逐幀檢查并分析大量圖像，以診斷患者是否存在任何異常。在一些情況下，由于拍攝 了大量圖像，僅為了判斷不存在異常，就可能要花費(fèi)數(shù)小時(shí)來(lái)檢查數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上，為了檢查這類數(shù)據(jù)，在屏幕上顯示圖像，并且用戶順序?qū)⒅甘痉蚬鈽?biāo)手 動(dòng)地從一幅圖像移動(dòng)至下一幅圖像。這要求用戶查看所采集的所有圖像，而不能對(duì)圖像進(jìn) 行任何預(yù)先篩選來(lái)判斷某些區(qū)域是否更加重要或需要特別關(guān)注。因此，本發(fā)明提供了用于 輔助篩選和分析數(shù)據(jù)以有助于使用EIBS和光學(xué)測(cè)量的異常組織檢測(cè)的有利技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面涉及一種用于篩選來(lái)自膠囊內(nèi)窺鏡的數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以 下步驟拍攝體腔中的活體組織的圖像；在所拍攝圖像的組織的區(qū)域內(nèi)檢測(cè)活體組織的第 一特征；以及使所拍攝圖像與表示該特征的各數(shù)據(jù)值相關(guān)聯(lián)。更具體地，本發(fā)明涉及一種這樣的方法通過(guò)將醫(yī)生或臨床醫(yī)師的注意力集中于與所檢測(cè)到的符合特定標(biāo)準(zhǔn)的各組織特 征相關(guān)聯(lián)的圖像，來(lái)搜索大量所拍攝圖像。通過(guò)利用這種方法，大大地減少了醫(yī)生或臨床醫(yī) 師必須花費(fèi)在分析正常數(shù)據(jù)上的時(shí)間。一種這類實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式包括使由膠囊型內(nèi)窺 鏡所拍攝的組織圖像數(shù)據(jù)與由同一內(nèi)窺鏡收集到的所成像組織的諸如血含量數(shù)據(jù)的組織 特征相關(guān)聯(lián)。通過(guò)基于時(shí)間或一些其他標(biāo)準(zhǔn)使數(shù)據(jù)同步，醫(yī)生或臨床醫(yī)師可以檢查異常血 含量數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)的圖像并繞過(guò)正常的健康區(qū)域，從而減少必須要檢查的圖像的數(shù)量。本發(fā)明的另一方面公開(kāi)了一種用于篩選由膠囊內(nèi)窺鏡所收集的血含量數(shù)據(jù)和圖 像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其中，該膠囊包括血含量檢測(cè)器以及用于拍攝患者的圖像的諸如照相機(jī)或 (XD的攝像裝置。該系統(tǒng)還包括用以處理由膠囊收集到的血含量數(shù)據(jù)和所拍攝的圖像數(shù)據(jù) 的處理器。在本發(fā)明的這個(gè)方面，該系統(tǒng)還包括用以使醫(yī)生或臨床醫(yī)師觀察數(shù)據(jù)或該數(shù)據(jù) 的表達(dá)的顯示器。在本發(fā)明的又一方面，期望該系統(tǒng)提供與異常血含量值的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的所拍攝圖 像在顯示器上的可見(jiàn)指示。通過(guò)顯示相關(guān)聯(lián)圖像，醫(yī)生或臨床醫(yī)師可以一起評(píng)價(jià)血含量數(shù) 據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，以確定患者需要什么療程。在本發(fā)明的另一方面，該系統(tǒng)自動(dòng)向用戶呈現(xiàn)所收集的符合預(yù)定條件的相關(guān)聯(lián)數(shù) 據(jù)的選定部分。本發(fā)明的特征使用戶以快速的方式觀察關(guān)注區(qū)域，從而減少用戶檢查的圖 像的數(shù)量。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性膠囊型內(nèi)窺鏡的框圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的利用膠囊型內(nèi)窺鏡裝置的示例性系統(tǒng)的框圖。圖3示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例性系統(tǒng)中所采用的流程圖。圖4示出所拍攝的圖像數(shù)據(jù)與相關(guān)的特征數(shù)據(jù)之間的典型對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖5描繪本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及用于使從組織收集到的大量所拍攝圖像與表示檢測(cè)到的被認(rèn)為接近 所成像的組織的特征的值相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)和方法。更具體地，本發(fā)明涉及用于使所檢測(cè)到的 血含量數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的組織圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)以改進(jìn)分析處理的系統(tǒng)和方法。參考附圖，類似標(biāo)號(hào)在本文的說(shuō)明書(shū)中所使用的所有視圖中表示類似部件，并且 除非上下文明確地規(guī)定其他情況，否則“a”、“an”和“the”的意思包括復(fù)數(shù)。此外，如本 文的說(shuō)明書(shū)中所使用的，除非上下文明確地規(guī)定其他情況，否則“在...中”的意思包括 “在...中”和“在...上”這兩種。此外，如本文的說(shuō)明書(shū)中所使用的，除非上下文明確地 規(guī)定其他情況，否則“以及/和”和“或者/或”的意思包括連接詞和轉(zhuǎn)折連詞這兩者，并且 可以可交換地使用。圖1示出根據(jù)本發(fā)明可使用的示例性膠囊型內(nèi)窺鏡的框圖。膠囊內(nèi)窺鏡10容納 電源12、成像單元14、發(fā)送器16、膠囊窗17和血含量檢測(cè)器18。圖2示出利用膠囊型內(nèi)窺鏡的本發(fā)明的數(shù)據(jù)篩選系統(tǒng)的代表性元件。然而，應(yīng)該 理解，所述的系統(tǒng)并不限于膠囊內(nèi)窺鏡，還可以使用傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡。參考圖1和圖2，患者20
4咽下膠囊內(nèi)窺鏡10，并且該膠囊內(nèi)窺鏡穿過(guò)患者的消化道25。將由成像單元14和血含量 檢測(cè)器18收集到的組織圖像數(shù)據(jù)和血含量數(shù)據(jù)作為信號(hào)30經(jīng)由發(fā)送器16發(fā)送至接收單 元40。接收單元40可以包括用于處理圖像數(shù)據(jù)和血含量數(shù)據(jù)的處理器，并且還可以包括顯 示單元55?？蛇x地，接收單元40可以僅作為用以接收信號(hào)30并將信息傳送至圖像處理單 元50的數(shù)據(jù)接收器。圖像處理單元50可以是能夠接收、處理并顯示所接收到的數(shù)據(jù)的任 何類型的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)或者處理器。圖像處理單元50甚至可以是能夠訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的 服務(wù)器，從而允許遠(yuǎn)程用戶或臨床醫(yī)師通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)分析所拍攝的數(shù)據(jù)。圖3示出本發(fā)明的示例性方法的流程圖300。將參考圖1和圖2的膠囊和系統(tǒng)描 述流程圖300。在步驟310，向膠囊內(nèi)窺鏡10供能或啟動(dòng)膠囊內(nèi)窺鏡10。這種啟動(dòng)對(duì)于實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明而言不是關(guān)鍵的，并且可以通過(guò)包括在本領(lǐng)域中已知的技術(shù)的各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 這類技術(shù)包括搭載電池、感應(yīng)、RF激勵(lì)等的使用。在步驟320，患者20咽下膠囊內(nèi)窺鏡10， 并且該膠囊內(nèi)窺鏡穿過(guò)患者的消化道25。膠囊內(nèi)窺鏡10中諸如血含量檢測(cè)器18的檢測(cè)器 在經(jīng)過(guò)消化道25期間生成數(shù)據(jù)值。步驟330中所生成的數(shù)據(jù)可以與可以從消化道收集到 的任何特征有關(guān)。例如，這類數(shù)據(jù)特征可以包括血含量數(shù)據(jù)、PH數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、或在幫助 診斷或預(yù)測(cè)任何異常狀況或特征時(shí)可以利用的任何其他數(shù)據(jù)。然后，在步驟340，成像單元14拍攝鄰近圍繞生成步驟330的特征數(shù)據(jù)的位置的 組織的圖像。在步驟350，將所拍攝的圖像數(shù)據(jù)和特征數(shù)據(jù)從膠囊內(nèi)窺鏡10經(jīng)由發(fā)送器16 發(fā)送至接收單元40。為了發(fā)送信號(hào)30而選擇的特定方法對(duì)于本發(fā)明而言并不是關(guān)鍵的， 并且可以是諸如RF發(fā)送的任何公知方法。接收單元40接收信號(hào)30，并且根據(jù)步驟360和 步驟370存儲(chǔ)所接收到的數(shù)據(jù)，或者將該數(shù)據(jù)提供給圖像處理單元50。接收單元40可以 是圖像處理單元50的一部分，或者可以是獨(dú)立單元?？蛇x地，處理單元50可以將接收單元 40包含在單個(gè)集成裝置中。根據(jù)步驟380，基于共同屬性使在步驟330所采集的特征數(shù)據(jù) 和在步驟340所采集的組織圖像相關(guān)聯(lián)。應(yīng)該注意，還可以在將數(shù)據(jù)發(fā)送至接收單元40之 前在膠囊中執(zhí)行相關(guān)聯(lián)步驟380。這可以通過(guò)與血含量檢測(cè)器18或成像單元14關(guān)聯(lián)的處 理器、或未在圖1中示出的單獨(dú)處理器來(lái)執(zhí)行。通常，相關(guān)聯(lián)的屬性是基于時(shí)間的；然而，可 以使用其他屬性。然后，根據(jù)步驟390，諸如醫(yī)生或臨床醫(yī)師的用戶可以與圖像處理單元50交互，以 在特征數(shù)據(jù)中搜索符合如通過(guò)步驟400所標(biāo)識(shí)的特定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。當(dāng)血含量數(shù)據(jù)是在步驟 330所收集的特征數(shù)據(jù)時(shí)，通常使用閾值水平或者諸如范圍、最小值/最大值或統(tǒng)計(jì)分析的 其他適合標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷血含量數(shù)據(jù)是否在正常范圍內(nèi)。如果在步驟400分析的特征數(shù)據(jù)符合 預(yù)設(shè)閾值或其他標(biāo)準(zhǔn)，則向用戶顯示與該特征數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的組織圖像數(shù)據(jù)，從而允許用戶 檢查在接近可疑特征數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)的周圍組織。一旦用戶分析特定的特征數(shù)據(jù)和相關(guān)聯(lián)圖像，則處理繼續(xù)，并且只要存在要分析 的數(shù)據(jù)，就重復(fù)步驟390至步驟410。一旦用戶已檢查符合數(shù)據(jù)閾值標(biāo)準(zhǔn)的所有特征數(shù)據(jù)， 則處理完成。應(yīng)該理解，通過(guò)利用這種在相關(guān)聯(lián)的特征數(shù)據(jù)中搜索符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)區(qū) 域、并僅檢查存在異常結(jié)果的可能性較高的指示的圖像的方法，將大大地減少醫(yī)生或臨床 醫(yī)師檢查從患者處收集到的數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間。此外，應(yīng)該理解，該方法并不限于在膠囊型 內(nèi)窺鏡中使用，包括配備有諸如血含量檢測(cè)器的特征數(shù)據(jù)檢測(cè)器和成像裝置的傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡 的任意數(shù)量的圖像采集技術(shù)也可以采用該方法。
圖4示出在步驟330所采集的特征數(shù)據(jù)460與在步驟340所拍攝的圖像數(shù)據(jù)450 之間的相關(guān)聯(lián)關(guān)系。如在圖4中可以看出，可以將該特征數(shù)據(jù)作為簡(jiǎn)單數(shù)值來(lái)存儲(chǔ)和/或 顯示，并快速搜索該特征數(shù)據(jù)以發(fā)現(xiàn)符合特定標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域。一旦用戶或系統(tǒng)定位符合標(biāo)準(zhǔn) 的特征數(shù)據(jù)460，則由于關(guān)聯(lián)圖像數(shù)據(jù)450的能力，觀察者可快速地訪問(wèn)圖像數(shù)據(jù)450。圖5示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。可以將顯示屏幕500結(jié)合到接收單元40或圖 像處理單元50中，并且該顯示屏幕用于使用戶查看圖3的步驟340中所拍攝的圖像。在顯 示區(qū)域510中以灰度色標(biāo)表示由血含量檢測(cè)器等所獲得的血紅蛋白濃度降低的區(qū)域。索引 區(qū)域550包括在圖3的步驟330所拍攝的組織的縮略像。指示符570代表用戶正在分 析的區(qū)域。圖像520代表緊接在關(guān)注圖像530之前的圖像，以及圖像540代表緊接在關(guān)注 圖像530之后的圖像?？蛇x擇的屏幕上的圖標(biāo)或按鈕590使用戶自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至僅集中于關(guān)注區(qū)域的數(shù)據(jù)。 通過(guò)選擇按鈕590，數(shù)據(jù)自動(dòng)滾動(dòng)至下一個(gè)關(guān)注區(qū)域，從而自動(dòng)繞過(guò)沒(méi)有表示任何異常的正 常數(shù)據(jù)。通過(guò)選擇按鈕590，還在顯示區(qū)域580中顯示關(guān)注數(shù)據(jù)。圖像520和540代表緊接 在與顯示低血紅蛋白特征的血含量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的圖像前后的圖像，如在圖3的步驟400和 步驟410中所例示的。通過(guò)重復(fù)地選擇或激活按鈕590，圖像繼續(xù)跳轉(zhuǎn)至血含量數(shù)據(jù)顯示低 血紅蛋白含量的下一個(gè)位置。通過(guò)利用期望算法，可以選擇性地檢查在排序后的大量圖像 之中可能對(duì)異常組織的區(qū)域進(jìn)行了成像的一系列圖像。結(jié)果，以高效且高精確的方式分析 數(shù)據(jù)。如將理解的，可以在不背離本發(fā)明的情況下采用利用與所采集的圖像相關(guān)聯(lián)的特征 數(shù)據(jù)的其他實(shí)施方式。
權(quán)利要求
一種用于篩選來(lái)自膠囊內(nèi)窺鏡(10)的數(shù)據(jù)的方法，包括拍攝體腔中的活體組織的圖像；基于檢測(cè)接近所拍攝圖像中的組織的活體組織的第一特征，生成數(shù)據(jù)值；以及使各數(shù)據(jù)值與各所拍攝圖像相關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括基于特征數(shù)據(jù)值識(shí)別關(guān)注區(qū)域；以及顯示關(guān)于所識(shí)別出的關(guān)注區(qū)域的至少一個(gè)所拍攝圖像和數(shù)據(jù)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一特征數(shù)據(jù)是血含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，特征數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的所拍攝圖像在時(shí)間上 同步。
5.一種用于篩選從膠囊內(nèi)窺鏡(10)收集到的血含量數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述系 統(tǒng)包括膠囊(10)，包括用于檢測(cè)活體組織中的血含量的血含量檢測(cè)器(18)以及用于拍攝活 體組織的圖像的攝像裝置(14)；處理器(50)，用于處理來(lái)自所述膠囊(10)的血含量和圖像數(shù)據(jù)；以及顯示器(55)，用于顯示來(lái)自所述處理器(50)的結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器(50)針對(duì)與滿足條件的血含 量值相對(duì)應(yīng)的所拍攝圖像，在顯示器(55)上提供指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示器使用戶能夠直接訪問(wèn)與滿足 所述條件的血含量值相對(duì)應(yīng)的選定圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述條件是閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述條件是值的范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器(50)使血含量數(shù)據(jù)與所拍攝 的圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，并且所述顯示器(55)基于相關(guān)聯(lián)的血含量數(shù)據(jù)的特征來(lái)顯示所拍攝 的圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
膠囊型內(nèi)窺鏡(10)生成需要醫(yī)生或臨床醫(yī)師檢查并分析的大量體內(nèi)圖像數(shù)據(jù)。通過(guò)不檢查從健康組織采集的圖像，并且僅關(guān)注表示潛在異常性的圖像，可以大大地減少檢查數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間。通過(guò)使組織圖像與已知表示潛在異常性的特征相關(guān)聯(lián)，僅需要檢查可疑圖像。
文檔編號(hào)A61B1/04GK101854844SQ20088011516
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者后野和弘, 菅武志 申請(qǐng)人:奧林巴斯醫(yī)療株式會(huì)社