用于計算機斷層攝影(ct)的慢性阻塞性肺部疾病(copd)體模及使用所述慢性阻塞性肺部 ...的制作方法
【專利摘要】一種成像系統(tǒng)(10)分析患者的氣道。所述系統(tǒng)(10)包括硬件體模(50)，所述硬件體模包括表示氣道的多個管(54)。所述管(54)包括不同的管腔尺寸和/或壁厚度。所述系統(tǒng)還包括成像掃描器(12)，所述成像掃描器用于掃描包括所述氣道的感興趣區(qū)域(ROI)和所述硬件體模(50)以創(chuàng)建原始圖像數(shù)據(jù)。至少一個處理器(32)被編程以進行以下中的至少一項：(1)基于所述管(54)的管腔尺寸和/或壁厚度的測量結(jié)果與所述管(54)的已知管腔尺寸和/或壁厚度來校正所述氣道的壁的測量結(jié)果；以及(2)生成所述ROI的圖像，在所述ROI的所述圖像中，所述氣道的顏色和/或不透明度是基于所述管(54)的圖像或繪圖與所述氣道的圖像或繪圖的比較的。還提供了對應(yīng)的方法。
【專利說明】用于計算機斷層攝影(CT)的慢性阻塞性肺部疾病(COPD)
體模及使用所述慢性阻塞性肺部疾病(COPD)體模的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請總體上涉及醫(yī)學(xué)成像。本申請?zhí)貏e適用于與基于計算機斷層攝影(CT)的慢性阻塞性肺部疾病(COPD)診斷相結(jié)合并且將特別參考其加以描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本申請還適用于其他使用場合并且不一定限于前述應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]COPD是用來描述引起肺部氣流中的限制的慢性肺部疾病的涵蓋性術(shù)語。COPD的主要亞型包括肺氣腫和支氣管C0PD。根據(jù)世界衛(wèi)生組織，CCffD是世界范圍性的死亡的主要原因之一。另外，預(yù)計COPD的發(fā)病率將增加，特別是在發(fā)展中國家。
[0003]為了診斷C0PD，主要感興趣的是來自診斷CT的氣道壁厚度測量結(jié)果。這樣的測量結(jié)果能夠提供疾病的早期指示、或嚴重性的指示。一種用于測量氣道壁厚度的方法是所謂的參數(shù)化方法。參數(shù)化方法包括肺部分割、氣道分割、氣道樹標記、內(nèi)氣道壁和外氣道壁的分割、在氣道樹中的自動選擇位置處的測量結(jié)果、以及報告數(shù)值結(jié)果。
[0004]準確地測量氣道壁厚度能夠是具有挑戰(zhàn)性的。在許多情況下，在CT圖像中的氣道壁的外觀受到部分體積效應(yīng)和模糊的嚴重影響。參考圖1，圖示了肺的CT圖像的部分。如能夠看到的，有限的物理分辨率(即，模糊)以及(體素網(wǎng)格的)的部分體積效應(yīng)嚴重地影響可靠地測量氣道壁厚度的能力。
[0005]一種限制部分體積效應(yīng)并且以亞體素準確度來估計氣道壁的方法是估計針對特定掃描的掃描器參數(shù)。由CT生成的圖像受各種掃描器參數(shù)(例如，重建類型、重建分辨率、管電流等)嚴重影響。因此，根據(jù)掃描器參數(shù)能夠獲得不同的測量結(jié)果。
[0006]本申請?zhí)峁┮环N新的且改進的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法克服了以上提到的問題和其他冋題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)一個方面，一種成像系統(tǒng)分析患者的氣道。所述系統(tǒng)包括硬件體模，所述硬件體模包括表示氣道的多個管。所述多個管包括不同的管腔尺寸和/或壁厚度。所述系統(tǒng)還包括用于掃描包括所述氣道的感興趣區(qū)域(ROI)的成像掃描器和所述硬件體模以創(chuàng)建原始圖像數(shù)據(jù)。至少一個處理器被編程以進行以下中的至少一項:(I)基于所述多個管的管腔尺寸和/或壁厚度的測量結(jié)果和所述多個管的已知管腔尺寸和/或壁厚度來校正所述氣道的壁的測量結(jié)果，所述測量結(jié)果從所述原始圖像數(shù)據(jù)得出；以及(2)生成所述ROI的圖像，在所述ROI的所述圖像中，所述氣道的顏色和/或不透明度是基于所述多個管的圖像或繪圖與所述氣道的圖像或繪圖的比較的，所述圖像或繪圖從所述原始圖像數(shù)據(jù)生成。
[0008]根據(jù)另一方面，一種方法分析患者的氣道。所述方法包括接收來自成像掃描器的原始圖像數(shù)據(jù)，所述成像掃描器掃描包括所述氣道的感興趣區(qū)域(ROI)和硬件體模。所述硬件體模包括表示氣道的多個管，所述多個管包括不同的管腔尺寸和/或壁厚度。所述方法還包括以下中的至少一項:(I)基于所述多個管的管腔尺寸和/或壁厚度的測量結(jié)果和所述多個管的已知管腔尺寸和/或壁厚度來校正所述氣道壁的測量結(jié)果，所述測量結(jié)果從所述原始圖像數(shù)據(jù)得出；以及(2)生成所述ROI的圖像，在所述ROI的所述圖像中，所述氣道的顏色和/或不透明度是基于所述多個管的圖像或繪圖與所述氣道的圖像或繪圖的比較的，所述圖像或繪圖是從所述原始圖像數(shù)據(jù)生成的。
[0009]根據(jù)另一方面，提供了一種用于診斷成像的硬件體模。所述硬件體模包括表示典型氣道尺寸的多個管并且被布置在二維網(wǎng)格中，其中，所述多個管的管腔尺寸沿著所述網(wǎng)格的軸中的一個而增大，并且壁厚度沿著所述網(wǎng)格的另一軸而增大。
[0010]一個優(yōu)點在于對呼吸通道的更準確的評價。
[0011]另一優(yōu)點在于二維投影圖像允許對氣道壁增厚的程度的只看一眼的可視化。
[0012]另一優(yōu)點在于基于二維投影圖像的三維計算機斷層攝影(CT)圖像內(nèi)的容易導(dǎo)航。
[0013]另一優(yōu)點在于平行實施方式。
[0014]另一優(yōu)點在于對CT掃描器參數(shù)的校準。
[0015]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀并理解了下文詳細描述后，將認識到本發(fā)明的更進一步的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明可以采取各種部件和部件的布置，以及各種步驟和步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實施例的目的并且不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制。
[0017]圖1圖示了肺的計算機斷層攝影(CT)圖像的部分。
[0018]圖2圖示了 CT系統(tǒng)。
[0019]圖3圖示了診斷慢性阻塞性肺部疾病(COPD)的方法。
[0020]圖4圖示了硬件體模。
[0021]圖5圖示了圖4的硬件體模的CT圖像。

【具體實施方式】
[0022]參考圖2，計算機斷層攝影(CT)系統(tǒng)10利用CT來執(zhí)行對諸如患者的胸部區(qū)域的患者感興趣區(qū)域(ROI)的一次或多次診斷掃描。CT系統(tǒng)10包括限定檢查體積14的掃描器12。檢查體積14尺寸被設(shè)置為容納患者，所述患者在掃描期間被定位在檢查體積14中?；颊咧挝?6將患者支撐在掃描器12中并且方便將患者定位在檢查體積14中。
[0023]安裝在旋轉(zhuǎn)機架20上的X射線管組件18投射一個或多個輻射的束通過檢查體積14，并且準直器22在束厚度尺寸上校準輻射的束。在第三生成掃描器中，二維X射線探測器24被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機架20上，從X射線管組件18跨過檢查體積14。在第四生成掃描器中，二維X射線探測器26的環(huán)或陣列被安裝在圍繞旋轉(zhuǎn)機架20的固定機架28上。二維X射線探測器24、26生成數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)指示沿著X射線管組件18與二維X射探測器24、26之間的對應(yīng)束的集成X射線吸收。
[0024]二維X射線探測器24、26中的每個包括被連接到集成電路，或優(yōu)選地被集成到集成電路中的光電探測器的二維陣列。光電探測器直接或間接地探測來自X射線管組件18的輻射(即，X射線光子)，并且基于所探測到的輻射來生成吸收數(shù)據(jù)。光電探測器的范例包括數(shù)字或模擬硅光電倍增器(SiPM)、光電二極管、以及其他光電換能器。
[0025]如果光電探測器不能直接探測輻射，則二維X射線探測器24、26通常包括一個或多個閃爍體，所述一個或多個閃爍體被光學(xué)耦合到X射線管組件18與光電探測器之間的光電探測器。當(dāng)X射線光子將能量沉積在閃爍體中時，閃爍體閃爍并向光電探測器發(fā)出光電探測器能夠直接探測到的可見光光子。閃爍體的范例包括閃爍體板、或個體閃爍晶體或像素化晶體，其由諸如硫氧化釓(GOS)、鍺酸鉍(BGO)、碘化銫、硅酸釔、碘化鈉(NaI)、等材料制成。
[0026]后端系統(tǒng)30協(xié)調(diào)ROI的診斷掃描。后端系統(tǒng)30遠離掃描器12，并且包括至少一個處理器32和至少一個程序存儲器34。程序存儲器34包括處理器可執(zhí)行指令，所述處理器可執(zhí)行指令當(dāng)由處理器32執(zhí)行時協(xié)調(diào)診斷掃描。處理器32執(zhí)行處理器可執(zhí)行指令以協(xié)調(diào)診斷掃描。
[0027]處理器可執(zhí)行指令的控制模塊36控制后端系統(tǒng)30的總體操作?？刂颇K36使用后端系統(tǒng)30的顯示設(shè)備38向后端系統(tǒng)30的用戶適當(dāng)?shù)仫@示圖形用戶接口(⑶I)。此夕卜，控制模塊36適當(dāng)?shù)卦试S用戶使用后端系統(tǒng)30的用戶輸入設(shè)備40與⑶I交互。例如，用戶能夠與GUI交互以指導(dǎo)后端系統(tǒng)30協(xié)調(diào)診斷掃描。
[0028]處理器可執(zhí)行指令的數(shù)據(jù)采集模塊42執(zhí)行掃描，所述掃描包括對ROI的診斷掃描。對于每次掃描，數(shù)據(jù)采集模塊42根據(jù)所述掃描的掃描器參數(shù)來控制掃描器12。在控制掃描器12的同時，數(shù)據(jù)采集模塊42采集吸收數(shù)據(jù)以及旋轉(zhuǎn)機架20的角度位置上的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)通常被存儲在后端系統(tǒng)30的至少一個儲存存儲器44中作為原始圖像數(shù)據(jù)集。
[0029]處理器可執(zhí)行指令的重建模塊46將原始圖像數(shù)據(jù)集重建成ROI的圖像和/或繪圖。預(yù)見到各種已知的重建技術(shù)，包括螺旋和多切片掃描技術(shù)、卷積和反投影技術(shù)、錐束重建技術(shù)等。所述圖像和/或繪圖通常被存儲在儲存存儲器44上和/或被顯示在諸如顯示設(shè)備38的顯不設(shè)備上。
[0030]處理器可執(zhí)行指令的慢性阻塞性肺部疾病(COPD)模塊48根據(jù)圖3的方法100來協(xié)調(diào)COPD的診斷。方法100包括在一個或多個硬件體模50被定位在檢查體積14內(nèi)的同時執(zhí)行102對ROI的掃描。硬件體模50能夠被定位在諸如患者上的檢查體積14內(nèi)的各個位置處。然而，將硬件體模50放置在患者上能夠引入運動偽影。因此，硬件體模50優(yōu)選被嵌入在掃描器12或患者支撐物16內(nèi)或被安裝在掃描器12或患者支撐物16上。所述掃描通常是診斷掃描之一，但是能夠是其他掃描(例如，校準掃描)，并且所述掃描使用數(shù)據(jù)采集模塊42來執(zhí)行。
[0031]進一步參考圖4，硬件體模50中的每個包括管54的陣列或根據(jù)真實患者數(shù)據(jù)而建立的氣道體模。所述陣列能夠是一維的、二維的、或三維的，并且包括例如被布置在網(wǎng)格中的多個管54。管54表示典型和/或非典型的氣道壁，并且包括不同的管腔尺寸和壁厚，所述不同的管腔尺寸和壁厚是已知的。適當(dāng)?shù)?，?4包括針對根據(jù)以I毫米(mm)的增量跨越I毫米到10毫米的管腔尺寸和以0.1毫米(或0.2毫米)的增量跨越0.1毫米到5毫米的壁厚度的管腔尺寸和壁厚度的每個組合的管。另外，有利地，管54的軸是平行的。盡管在圖1和圖4中圖示為垂直于患者延伸，但是管54能夠具有其他取向，例如平行于患者的中心軸。此外，預(yù)見到在多個方向中的每個上延伸的管的集合。
[0032]管54由具有與氣道壁相似的亨斯菲爾德單位(HU)值的材料(例如，塑料)形成，并且被嵌入在由具有與肺實質(zhì)相似的HU值的材料(例如，塑料)形成的結(jié)構(gòu)56內(nèi)。另外，管54也能夠在物理上和/或虛擬上被顏色編碼，以區(qū)分表示健康氣道壁的管與表示惡性氣道壁的管。體模50的管54能夠被彩色編碼的或CT可讀的物理編碼和/或表示體模50的經(jīng)重建的圖像部分能夠以被顏色編碼。例如，紅色能夠指示惡性，綠色能夠指示健康。顏色的梯度能夠被采用于指示健康或惡性的程度。例如，管綠色越深，表示氣道壁越健康，并且管紅色越深，表示氣道壁越惡性。
[0033]如在圖4中所圖示的，提供了硬件體模50的一個范例。硬件體模50包括管54的二維陣列。沿著陣列的一個軸，管54的內(nèi)徑保持固定，同時管54的外徑增加。換言之，壁厚度增加。沿著陣列的另一軸，管54的內(nèi)徑增加，同時管54的外徑增加。換言之，管腔尺寸增大。一個實施例，管腔尺寸以I毫米的增量跨越I毫米到10毫米，壁厚度以0.2毫米的增量跨越2毫米到4毫米。所述陣列包括在第一區(qū)域58中示出的健康氣道壁，以及在第二區(qū)域60中示出的惡性氣道壁。
[0034]所圖示的實施例中的硬件體模50僅包括平行管的單個陣列。然而，由于掃描器12通常不是各向同性的，可以有利地采用具有不同取向的多個硬件體模50來將管軸向地對準沿著掃描器12的每個軸。例如，二維硬件體模能夠沿著每個矢狀面、冠狀面和橫截面被取向。
[0035]再次參考圖3，在執(zhí)行掃描之后，使用處理器可執(zhí)行指令的分割模塊62在原始圖像數(shù)據(jù)內(nèi)識別104硬件體模50的管54。識別104能夠自動地和/或手動地被執(zhí)行。關(guān)于自動識別，采用分割算法，所述分割算法是任何數(shù)量的已知分割算法之一。根據(jù)分割算法，重建模塊46能夠被采用于將原始圖像數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像或繪圖。能夠基于幾何位置、物理尺寸、可成像標記物等來識別管54。關(guān)于人工識別，重建模塊46被采用于將原始圖像數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像或繪圖。所述圖像或繪圖之后被顯示在GUI上，并且用戶在其上識別硬件體模50的管54。圖5圖示圖4的硬件體模50的范例圖像或繪圖。
[0036]已經(jīng)在原始圖像數(shù)據(jù)集內(nèi)識別出硬件體模50的管54，患者的氣道壁定量地106和/或定性地108被分析。當(dāng)所述掃描是診斷掃描中的一種時，所述氣道壁通常被提取自所述掃描的原始圖像數(shù)據(jù)集。然而，如以上所指出的，所述掃描不必須是診斷掃描中的一種。因此，當(dāng)所述掃描不是診斷掃描中的一種時，所述氣道壁通常被提取自其他掃描的原始圖像數(shù)據(jù)集，如診斷掃描中的一種一樣。
[0037]定量分析106包括根據(jù)經(jīng)重建的三維CT圖像數(shù)據(jù)集來測量110管54的管腔尺寸和壁厚度。生成112校正查找表，所述校正查找表將從體模管54的物理測量結(jié)果獲知的管54的物理體模管管腔尺寸和壁厚度與在3DCT圖像數(shù)據(jù)集中測得的管腔尺寸和壁厚度相關(guān)聯(lián)。所述校正查找表包括用于測得的管腔尺寸和厚度的每種組合的條目。用于測得的管腔尺寸和厚度的組合的條目包括測得的管腔尺寸和厚度、以及校正因子或已知的管腔尺寸和厚度。在另一實施例中，推導(dǎo)出共同校正因子或校正方程式、曲線或算法。
[0038]使用所述校正查找表，在診斷掃描的原始圖像數(shù)據(jù)集中測量114氣道壁。這包括使用各種眾所周知的技術(shù)中的任何來初步測量患者的氣道壁，但是優(yōu)選地使用與用于測量體模管54的技術(shù)相同的技術(shù)。例如，自動提取患者的氣道樹，并且從所提取的氣道樹來提取氣道壁。之后根據(jù)所提取的氣道壁來測量管腔尺寸和壁厚度。
[0039]在確定了初始測量結(jié)果之后，使用所述校正查找表通過找到對應(yīng)的條目能夠校正初始測量結(jié)果。例如，能夠基于初始測量結(jié)果來查找校正因子或?qū)嶋H測得值。在沒有找到精確條目的情況下，能夠采用插值等。經(jīng)校正的測量結(jié)果，或僅僅那些非典型的經(jīng)校正的測量結(jié)果能夠被顯示在諸如顯示設(shè)備38的顯示設(shè)備上。經(jīng)校正的測量結(jié)果也能夠被鏈接到診斷掃描的圖像或繪圖，由此用戶能夠通過使用諸如用戶輸入設(shè)備40的用戶輸入設(shè)備選擇對應(yīng)的測量結(jié)果來視覺查看顯示設(shè)備上的氣道壁。對診斷圖像進行顏色編碼能夠被利用以識別受潛在疾病影響的氣道管。
[0040]定性分析108包括將硬件體模50的管54的圖像或繪圖與患者的氣道壁的圖像或繪圖相比較，以確定管54與氣道壁之間的對應(yīng)性。氣道壁的圖像或繪圖通常根據(jù)診斷掃描的原始圖像數(shù)據(jù)集而被確定，并且管54的圖像或繪圖根據(jù)所述掃描的原始圖像數(shù)據(jù)集而被確定。如以上所指出的，所述掃描和診斷掃描能夠是相同的掃描。適當(dāng)?shù)兀亟K46被采用于生成圖像或繪圖。
[0041]用于執(zhí)行比較116的一種方法是通過對徑向強度分布的使用。在針對硬件體模陣列50的管54中的每個的圖像中計算徑向強度分布。另外，對于ROI的(對應(yīng)于氣道管的)體素中的每個計算徑向強度分布。對于每個氣道管，使用相似度測量來將徑向強度分布針對所有管54的徑向強度分布進行匹配。具有最佳匹配分數(shù)的管對應(yīng)于體素。
[0042]在確定對應(yīng)性之后，生成118R0I的COPD圖像。COPD圖像能夠是二維的或三維的，但通常是二維的。例如，COPD圖像能夠是最大強度投影(MIP)或直接體積繪制(DVR)。在COPD圖像內(nèi)，體素的顏色和/或不透明度是基于被分配給管54的顏色和匹配分數(shù)而被調(diào)節(jié)的。例如，每個體素的不透明度是基于最佳匹配管的匹配分數(shù)的，和/或每個體素的顏色是最佳匹配管的顏色編碼。關(guān)于前者，具有低匹配分數(shù)的位置將基本上是透明的。通常地，不透明度僅當(dāng)COPD圖像是二維的時被采用。另外，當(dāng)COPD圖像是二維的時，由異常的程度(即，惡性的程度)給出前景優(yōu)先權(quán)，使得異常位置被示出在前景中。體素的異常的程度能夠根據(jù)最佳匹配管的異常的程度而被確定。
[0043]如以上所指出的，管54能夠在物理上和/或虛擬上被顏色編碼，以區(qū)分表示健康氣道壁的管和表示惡性氣道壁的管。例如，紅色能夠指示惡性，綠色能夠指示健康。顏色的梯度能夠被采用于指示健康或惡性的程度。例如，管綠色越暗，表示氣道壁越健康，并且管紅色越深，表示氣道壁越惡性。
[0044]使用處理器可執(zhí)行指令的配準模塊64來生成120C0PD圖像與根據(jù)診斷掃描而生成56的診斷圖像或繪圖之間的轉(zhuǎn)換繪圖。配準模塊64使用任何數(shù)量的眾所周知的配準算法之一來生成轉(zhuǎn)換繪圖。COPD圖像之后被顯示122在諸如顯示設(shè)備38的顯示設(shè)備上。使用諸如用戶輸入設(shè)備40的用戶輸入設(shè)備對COPD圖像的像素、體素等的選擇在顯示設(shè)備上顯示診斷圖像和/或體模圖像內(nèi)的對應(yīng)部分。使用轉(zhuǎn)換繪圖來確定對應(yīng)部分。當(dāng)診斷圖像是二維的時，像素可以對應(yīng)于診斷圖像或繪圖內(nèi)的多個部分，如當(dāng)診斷圖像或繪圖是三維的時一樣。在這種情況下，對應(yīng)部分是沿著像素的視圖行貢獻最高不透明度的部分。
[0045]通過舉例的方式闡述了定性和/或定量分析患者的氣道壁的前述方法。應(yīng)當(dāng)認識到，預(yù)見到基于硬件體模50的其他方法。例如，硬件體模50的管54的圖像或繪圖能夠與患者的氣道壁的圖像或繪圖一起(例如，使用顯示設(shè)備38)被顯示例如在并排布置中，從而允許視覺比較。在該范例中，(例如，使用用戶輸入設(shè)備40)在管54的圖像或繪圖上對硬件體模的管的選擇能夠(例如，使用顏色編碼)突出顯示在氣道壁的圖像或繪圖上的對應(yīng)的患者的(一個或多個)氣道壁。類似地，(例如，使用用戶輸入設(shè)備40)在氣道壁的圖像或繪圖上對患者的氣道壁的選擇能夠突出顯示在管54的圖像或繪圖上的對應(yīng)的硬件體模的管。另外，還預(yù)見到，通過對管54的測得管腔尺寸和壁厚度與管54的已知的管腔尺寸和壁厚度的比較，掃描器參數(shù)能夠被調(diào)節(jié)或者以其它方式被校準(例如，尺度、失真等)。
[0046]如本文中所使用的，存儲器包括以下中的一個或多個:非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)；磁盤或其他磁性存儲介質(zhì)；光盤或其他光學(xué)存儲介質(zhì)；隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)或其他電子存儲器設(shè)備或芯片或操作互聯(lián)芯片的集合；可以經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)從其檢索所存儲的指令的互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器等。另外，如本文中所使用的，處理器包括以下中的一個或多個:微處理器、微控制器、圖形處理單元(GPU)、專用集成電路(ASIC)、FPGA等；控制器包括:(I)處理器和存儲器，所述處理器運行實現(xiàn)所述控制器的功能的所述存儲器上的計算機可執(zhí)行指令；或者(2)模擬和/或數(shù)字硬件；用戶輸入設(shè)備包括以下中的一個或多個:鼠標、鍵盤、觸摸屏顯示器、一個或多個按鈕、一個或多個開關(guān)、一個或多個觸發(fā)器、語音識別引擎等；數(shù)據(jù)庫包括一個或多個存儲器；并且顯示設(shè)備包括以下中的一個或多個:IXD顯示器、LED顯示器、等離子顯示器、投影顯示器、觸摸屏顯示器等。
[0047]已經(jīng)參考優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明。其他人在閱讀并理解前面的詳細描述后可以進行修改和變化。本發(fā)明旨在被解釋為包括所有這樣的修改和變化，只要它們落入權(quán)利要求書或其等價要件的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于分析患者的氣道的成像系統(tǒng)(10)，所述系統(tǒng)(10)包括: 硬件體模(50)，其包括表示氣道的多個管(54)，所述多個管(54)包括不同的管腔尺寸和/或壁厚度； 成像掃描器(12)，其用于掃描包括所述氣道的感興趣區(qū)域(ROI)和所述硬件體模(50)以創(chuàng)建原始圖像數(shù)據(jù)；以及， 至少一個處理器，其被編程以進行以下中的至少一項: 基于所述多個管(54)的管腔尺寸和/或壁厚度的測量結(jié)果和所述多個管(54)的已知管腔尺寸和/或壁厚度來校正所述氣道的壁的測量結(jié)果，所述測量結(jié)果從所述原始圖像數(shù)據(jù)得出；以及， 生成所述ROI的圖像，在所述ROI的圖像中，所述氣道的顏色和/或不透明度是基于所述多個管(54)的圖像或繪圖與所述氣道的圖像或繪圖的比較的，所述圖像或繪圖從所述原始圖像數(shù)據(jù)生成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述多個管(54)包括針對管腔尺寸和壁厚度的多種組合中的每種的管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)(10)，其中，管腔尺寸和壁厚度的所述多種組合包括以I毫米(mm)的增量跨越I毫米到10毫米的管腔尺寸和以0.1毫米的增量跨越0.1毫米到5毫米的壁厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述多個管(54)被布置在二維網(wǎng)格中，其中，所述多個管(54)的管腔尺寸沿著所述網(wǎng)格的軸中的一個而增大，并且壁厚度沿著所述網(wǎng)格的另一軸而增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述硬件體模(50)被嵌入在所述系統(tǒng)(10)的所述成像掃描器(12)或患者支撐物(16)內(nèi)，使得所述ROI和所述硬件體模(50)同時地被掃描。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述成像掃描器(12)是計算機斷層攝影(CT)掃描器，并且所述多個管(54)具有與氣道壁大約相同的亨斯菲爾德單位值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述處理器(32)還被編程以: 根據(jù)所述原始圖像數(shù)據(jù)來測量所述硬件體模(50)的所述多個管(54)的管腔尺寸和壁厚度； 基于所述多個管(54)的所測得的管腔尺寸和壁厚度以及已知的管腔尺寸和壁厚度來生成查找表；并且， 使用所述查找表使用所述原始圖像數(shù)據(jù)來測量所述氣道的所述壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述處理器(32)還被編程以: 將所述多個管(54)的所述圖像或繪圖與所述氣道的所述圖像或繪圖進行比較以確定所述多個管(54)與所述氣道之間的對應(yīng)性； 基于所述對應(yīng)性來生成所述ROI的所述圖像，其中，以下中的至少一項成立: 所述圖像中的每個氣道的不透明度是基于與對應(yīng)管的匹配質(zhì)量的；以及， 所述圖像中的每個氣道的顏色是基于被分配給對應(yīng)管的顏色代碼的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個處理器(32)還被編程以: 顯示所述多個管(54)的圖像或繪圖與所述氣道的圖像或繪圖以允許進行視覺比較，其中，對所述管(54)的所述圖像或繪圖上的管的選擇突出顯示在所述氣道的所述圖像或繪圖中的對應(yīng)氣道，并且其中，對所述氣道的所述圖像或繪圖中的氣道的選擇突出顯示所述管(54)的圖像或繪圖中的對應(yīng)管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述處理器(32)還被編程以: 在顯示設(shè)備(38)上顯示所述圖像，其中，選擇所述圖像的區(qū)域顯示在所述ROI的另一圖像或繪圖中的對應(yīng)區(qū)域。
11.一種用于分析患者的氣道的方法，所述方法包括: 接收來自成像掃描器(12)的原始圖像數(shù)據(jù)，所述成像掃描器掃描包括所述氣道的感興趣區(qū)域(ROI)和硬件體模(50)，所述硬件體模(50)包括表示氣道的多個管(54)，所述多個管(54)包括不同的管腔尺寸和/或壁厚度； 進行以下中的至少一項: 基于所述多個管(54)的管腔尺寸和/或壁厚度的測量結(jié)果與所述多個管(54)的已知管腔尺寸和/或壁厚度來校正所述氣道的壁的測量結(jié)果，所述測量結(jié)果從所述原始圖像數(shù)據(jù)得出；以及， 生成所述ROI的圖像，在所述ROI的所述圖像中，所述氣道的顏色和/或不透明度是基于所述多個管(54)的圖像或繪圖與所述氣道的圖像或繪圖的比較的，所述圖像或繪圖是從所述原始圖像數(shù)據(jù)生成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述多個管(54)包括針對管腔尺寸和壁厚度的多種組合中的每種的管。
13.根據(jù)權(quán)利要求11和12中的任一項所述的方法，其中，所述成像掃描器(12)是計算機斷層攝影(CT)掃描器，并且所述多個管(54)具有與氣道壁大約相同的亨斯菲爾德單位值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項所述的方法，其中，所述多個管(54)被布置在二維網(wǎng)格中，其中，所述多個管(54)的管腔尺寸沿著所述網(wǎng)格的軸中的一個而增大，并且壁厚度沿著所述網(wǎng)格的另一軸而增大。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中的任一項所述的方法，還包括: 根據(jù)所述原始圖像數(shù)據(jù)來測量所述硬件體模(50)的所述多個管(54)的管腔尺寸和壁厚度； 基于所述多個管(54)的所測得的管腔尺寸和壁厚度以及已知管腔尺寸和壁厚度來生成查找表；并且， 使用所述查找表使用所述原始圖像數(shù)據(jù)來測量所述氣道的所述壁。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中的任一項所述的方法，還包括: 將所述多個管(54)的所述圖像或繪圖與所述氣道的所述圖像或繪圖進行比較以確定所述多個管(54)與所述氣道之間的對應(yīng)性； 基于所述對應(yīng)性來生成所述ROI的所述圖像，其中，以下中的至少一項成立: 所述圖像中的每個氣道的不透明度是基于與對應(yīng)管的匹配質(zhì)量的；以及， 所述圖像中的每個氣道的顏色是基于被分配給對應(yīng)管的顏色代碼的。
17.一種承載軟件的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)(34)，所述軟件控制一個或多個處理器(32)以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11-16中的任一項所述的方法。
18.一種用于診斷成像的硬件體模(50)，所述硬件體模(50)包括: 表示典型氣道尺寸的多個管(54)，并且所述多個管被設(shè)置在二維網(wǎng)格中，其中，所述多個管(54)的管腔尺寸沿著所述網(wǎng)格的軸中的一個而增大，并且壁厚度沿著所述網(wǎng)格的另一軸線而增大。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的硬件體模(50)，與承載軟件的計算機可讀介質(zhì)(34)相組合，所述軟件控制一個或多個處理器(32)以: 接收來自成像掃描器(12)原始圖像數(shù)據(jù)，所述成像掃描器掃描患者的包括所述氣道的感興趣區(qū)域(ROI)和硬件體模(50)； 進行以下中的至少一項: 基于所述多個管(54)的管腔尺寸和/或壁厚度的測量結(jié)果與所述多個管(54)的已知管腔尺寸和/或壁厚度來校正所述氣道的壁的測量結(jié)果，所述測量結(jié)果從所述原始圖像數(shù)據(jù)得出；以及， 生成所述ROI的圖像，在所述ROI的所述圖像中，所述氣道的顏色和/或不透明度是基于所述多個管(54)的圖像或繪圖與所述氣道的圖像或繪圖的比較的，所述圖像或繪圖從所述原始圖像數(shù)據(jù)生成。
20.一種計算機斷層攝影(CT)系統(tǒng)(10)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求18和19中的任一項所述的硬件體模(50);以及， 具有患者支撐物(16)的CT掃描器(12)，所述患者支撐物(16)支撐待成像的所述硬件體模(50)和患者，以一起掃描所述硬件體模(50)連同所述患者以創(chuàng)建原始圖像數(shù)據(jù)。
【文檔編號】A61B6/00GK104519799SQ201380041851
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月8日
【發(fā)明者】T·克林德, R·維姆科, U·范斯特文達勒, H·施米特 申請人:皇家飛利浦有限公司