專利名稱：使用車輪投影分析的肺結(jié)節(jié)檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD)，具體來(lái)說(shuō)涉及使用車輪投影分析檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的計(jì)算機(jī)輔助診斷方法。
背景技術(shù)：
據(jù)報(bào)導(dǎo)，在美國(guó)，肺癌對(duì)于男人和女人都是第二最普通的診斷癌癥，還是癌癥患者死亡的主要因素。雖然肺癌的總治愈率仍然十分低，但若對(duì)肺癌進(jìn)行早期檢測(cè)和治療，5年存活率是大有希望的。顯然，肺癌的早期檢測(cè)是強(qiáng)烈期望的。
不幸的是，例行的胸部X射線在檢測(cè)早期肺癌時(shí)通常是不成功的。然而，計(jì)算機(jī)層析X射線攝影術(shù)(CT)的最近發(fā)展已使檢測(cè)肺結(jié)節(jié)成為實(shí)際可行的，使用例行的胸部X射線是不可能檢測(cè)到肺結(jié)節(jié)的。在CT掃描中，經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備將X射線從各個(gè)角度引向感興趣的目標(biāo)，以獲得肺組織的橫截面圖像(圖像切片)。
多層切片高分辨率的計(jì)算機(jī)層析射線攝影術(shù)(MSHRCT)掃描提供一種可使直徑為2到30mm左右的肺結(jié)節(jié)成像的方法。然而，大量的數(shù)據(jù)向放射學(xué)家提出棘手的挑戰(zhàn)。一次典型的切片厚度為1-1.5mm的多層切片高分辨率掃描可能有300或更多層圖像切片。如果推廣用于篩選肺癌患者的MSHRCT，則對(duì)于這種檢查的要求是十分巨大的。這是耗費(fèi)時(shí)間的事情，而且放射學(xué)家研究每個(gè)單個(gè)的切片圖像也是不切實(shí)際的。
最近，自動(dòng)結(jié)節(jié)檢測(cè)已經(jīng)吸引了巨大的努力。但是，自動(dòng)結(jié)節(jié)檢測(cè)方法通常不能檢測(cè)附著到血管上的結(jié)節(jié)，它的另一個(gè)缺點(diǎn)是具有很高的假陽(yáng)性率。通常，在切片圖像中出現(xiàn)的結(jié)節(jié)是接近圓形的不透明體，類似于血管的橫截面。常規(guī)的自動(dòng)結(jié)節(jié)檢測(cè)方法在處理結(jié)節(jié)的細(xì)小區(qū)別和正常結(jié)構(gòu)的偽裝效應(yīng)方面遇到了巨大的困難。
因此，期望的并且非常有利的作法是，將計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)用于檢測(cè)肺結(jié)節(jié)，以避免與常規(guī)的方法有關(guān)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
公開(kāi)了一種用于自動(dòng)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的技術(shù)，從而可以使放射學(xué)家從閱讀成千上萬(wàn)的圖像切片的沉重負(fù)擔(dān)中解放出來(lái)，同時(shí)還能使肺結(jié)節(jié)檢測(cè)更準(zhǔn)確，所花的時(shí)間更少。
按照本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)圖像切片的車輪投影，以獲得以感興趣的結(jié)構(gòu)為中心的不同角度的一系列圖像切片。當(dāng)按照車輪方式轉(zhuǎn)動(dòng)2維圖像時(shí)，通常能更容易地發(fā)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)的3維形狀，并且可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)是否有任何連接的血管。
可以對(duì)車輪投影圖像切片進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析，以確定它們是否表現(xiàn)出肺結(jié)節(jié)的特性。這種分析可以包括對(duì)自動(dòng)選擇的某些車輪投影圖像切片進(jìn)行的形狀分析。對(duì)于每個(gè)這樣的車輪投影圖像切片，可以通過(guò)本征矢量分析計(jì)算出感興趣的目標(biāo)的主軸，然后產(chǎn)生感興趣的目標(biāo)沿主軸的大小/面積的曲線。分析這些曲線的形狀，以確定感興趣的目標(biāo)是否是一個(gè)結(jié)節(jié)。
按照本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供在一組容積圖像數(shù)據(jù)中使用感興趣目標(biāo)的車輪投影分析來(lái)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的方法。該方法包括如下步驟在所說(shuō)的這組容積圖像數(shù)據(jù)中以感興趣的目標(biāo)為中心應(yīng)用車輪投影，從而產(chǎn)生一組車輪投影圖像切片。分析所說(shuō)車輪投影圖像切片中的一個(gè)子組以確定是否表示出肺結(jié)節(jié)的特性。如果是這樣，則感興趣的目標(biāo)被識(shí)別為肺結(jié)節(jié)。
按照本發(fā)明的第二個(gè)方面，所說(shuō)的方法還包括如下步驟為每個(gè)車輪投影圖像切片提取感興趣的目標(biāo)。然后確定每個(gè)提取的感興趣的目標(biāo)的圓度值。確定車輪投影圖像切片的子組，使其包括具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片。
按照本發(fā)明的第三個(gè)方面，分析車輪投影圖像切片的一個(gè)子組的步驟還包括如下步驟為具有M個(gè)最低圓度值的圖像切片的子組中的車輪投影圖像切片，產(chǎn)生加權(quán)的面積曲線。對(duì)加權(quán)面積曲線的形狀進(jìn)行分析，以確定它們是否表示肺結(jié)節(jié)的特性。
按照本發(fā)明的第四個(gè)方面，使用具有N個(gè)最高圓度值的車輪投影圖像切片產(chǎn)生一個(gè)肺結(jié)節(jié)掩模。沿由所說(shuō)的肺結(jié)節(jié)掩模估算的位置考察加權(quán)面積曲線的形狀。如果沿由所說(shuō)的肺結(jié)節(jié)掩模估算的位置的加權(quán)面積曲線的形狀是高斯分布，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)是肺結(jié)節(jié)。
按照本發(fā)明的第五個(gè)方面，產(chǎn)生加權(quán)面積曲線包括首先確定感興趣的目標(biāo)在每個(gè)具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片上的主軸。一旦確定了這個(gè)主軸，就測(cè)量感興趣的目標(biāo)沿這個(gè)主軸的大小/面積并可以產(chǎn)生加權(quán)面積曲線。
按照本發(fā)明的第六方面，如果具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片具有高于預(yù)先確定的閾值的圓度值，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)是肺結(jié)節(jié)。
按照本發(fā)明的第七方面，如果具有N個(gè)最高圓度值的車輪投影圖像切片具有低于預(yù)先確定的閾值的圓度值，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)不是肺結(jié)節(jié)。
按照本發(fā)明的第八方面，容積圖像數(shù)據(jù)是從多層切片高分辨率CT(MSHRCT)掃描獲得的。
按照本發(fā)明的第九方面，預(yù)先設(shè)定用于車輪投影的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
從下面結(jié)合附圖閱讀的對(duì)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些和其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)都將變得顯而易見(jiàn)。


圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可以應(yīng)用本發(fā)明的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的方塊圖；圖2是表示以感興趣的目標(biāo)為中心的圖像切片的車輪投影的示意圖；圖3是用于使用車輪投影分析自動(dòng)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD)方法的方塊圖；圖4(a)是附著到血管上的一個(gè)結(jié)節(jié)的軸向視圖；圖4(b)是附著到血管上的一個(gè)結(jié)節(jié)的3維表面透視圖；圖4(c)-4(e)描述應(yīng)用于附著到血管上的結(jié)節(jié)的檢測(cè)的車輪投影分析；圖5(a)表示的是一個(gè)小的微弱血管，它看起來(lái)好像是在軸向圖像上的一個(gè)結(jié)節(jié)；圖5(b)-5(d)描述用于區(qū)分小的微弱血管與結(jié)節(jié)并借此排除假陽(yáng)性診斷的車輪投影分析。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及使用車輪投影分析檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD)方法。所說(shuō)的分析可在車輪投影圖像切片上進(jìn)行，以確定它們是否表示出肺結(jié)節(jié)的特性。
為了便于清楚地理解本發(fā)明，這里提供了說(shuō)明性的例子，它們描述了本發(fā)明的某些方面(如圖2所示的車輪投影)。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這些說(shuō)明不意味著限制本發(fā)明的范圍，而是為了說(shuō)明與本發(fā)明有關(guān)的某些原理。
還應(yīng)該理解，本發(fā)明的實(shí)施形式有許多種硬件、軟件、固件、專用處理器、或它們的組合。本發(fā)明最好用軟件實(shí)施成可明確包含在程序存儲(chǔ)設(shè)備上的程序?？蓪⑦@個(gè)程序上載到包括任何適宜的體系結(jié)構(gòu)的設(shè)備上并由所說(shuō)的這個(gè)設(shè)備執(zhí)行。所說(shuō)的設(shè)備最好在具有硬件的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上實(shí)施，所說(shuō)的硬件例如是一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、和輸入/輸出(I/O)接口(一個(gè)或多個(gè))。這個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)還要包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。這里描述的各個(gè)過(guò)程和功能或者可以是微指令代碼的一部分，或者是要經(jīng)過(guò)操作系統(tǒng)執(zhí)行的程序(或其組合)的一部分。此外，各種其它的外圍設(shè)備如附加的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和打印設(shè)備也可連接到計(jì)算機(jī)平臺(tái)上。
應(yīng)該理解，因?yàn)樵诟綀D中描述的某些系統(tǒng)組成部件和方法步驟最好是由軟件實(shí)現(xiàn)的，因此在系統(tǒng)部件(或方法步驟)之間的實(shí)際連接可以根據(jù)本發(fā)明的編程方式而有所不同。
圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)100的方框圖，本發(fā)明可應(yīng)用于這種計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括至少一個(gè)處理器(以下稱處理器)102，處理器102經(jīng)過(guò)系統(tǒng)總線104按可操作方式耦合到其它的部件上。只讀存儲(chǔ)器(ROM)106、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)108、顯示適配器110、I/O適配器112、音頻適配器113、和用戶接口適配器114都按可操作方式耦合到系統(tǒng)總線104。
顯示設(shè)備116按可操作方式通過(guò)顯示適配器110耦合到系統(tǒng)總線104。磁盤存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤或光盤存儲(chǔ)設(shè)備)118按可操作方式通過(guò)I/O適配器112耦合到系統(tǒng)總線104。揚(yáng)聲器119按可操作方式通過(guò)音頻適配器113耦合到系統(tǒng)總線104。
鼠標(biāo)120和鍵盤124按可操作方式通過(guò)用戶接口適配器114耦合到系統(tǒng)總線104。鼠標(biāo)120和鍵盤124用于向系統(tǒng)100輸入信息和自系統(tǒng)100輸出信息。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，如圖1所示的典型的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)100不是打算用來(lái)限制本發(fā)明的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，還可以使用其它的可替換的計(jì)算環(huán)境而不會(huì)偏離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍。
圖2表示的是一個(gè)感興趣的目標(biāo)的車輪投影。實(shí)現(xiàn)車輪投影的每個(gè)軸向圖像切片是從使用CT設(shè)備(以下，術(shù)語(yǔ)CT將包括高分辨率CT以及其它類似的圖像掃描設(shè)備)的肺200的圖像掃描中獲得的，并且所說(shuō)的圖像切片是以感興趣的目標(biāo)(例如一個(gè)疑似結(jié)構(gòu))為中心的。如圖2所示，圍繞一個(gè)感興趣的點(diǎn)120將自旋平面201轉(zhuǎn)動(dòng)180度，就獲得一系列車輪投影圖像切片，如車輪投影圖像切片203和204?？梢园凑疹A(yù)定的間隔(如每5度)設(shè)定轉(zhuǎn)動(dòng)角度，在這種情況下，對(duì)于每個(gè)感興趣的輸入目標(biāo)可以產(chǎn)生36個(gè)單個(gè)的車輪投影圖像切片。類似地，如果將間隔設(shè)定為1度，對(duì)于每個(gè)感興趣的輸入目標(biāo)可以產(chǎn)生180個(gè)單個(gè)的車輪投影圖像切片。
圖3是使用車輪投影分析自動(dòng)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的計(jì)算機(jī)輔助診斷方法的方塊圖。
在一開(kāi)始，對(duì)于感興趣的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生多個(gè)種子點(diǎn)以便在肺容積內(nèi)進(jìn)行考查(步驟301)。在一般情況下，種子點(diǎn)表示在肺圖像內(nèi)可保證較精細(xì)考察的點(diǎn)/體積像素(voxel)。例如，種子點(diǎn)可以指向需要詳細(xì)考察的疑似結(jié)構(gòu)。
由于肺結(jié)節(jié)的解剖學(xué)性質(zhì)，我們只需要考慮其強(qiáng)度值大于特定閾值的那些點(diǎn)/體積像素。而且，推薦的作法是，種子候補(bǔ)對(duì)象自動(dòng)產(chǎn)生算法與本發(fā)明一起使用以產(chǎn)生種子點(diǎn)。按另一種方式，可以手動(dòng)地規(guī)定種子點(diǎn)，例如通過(guò)使用鼠標(biāo)設(shè)備互動(dòng)地選擇種子點(diǎn)。
一旦產(chǎn)生種子點(diǎn)，就在每一個(gè)種子點(diǎn)上應(yīng)用車輪投影(如圖2所示)，并且儲(chǔ)存最終得到的兩維車輪投影圖像切片以備進(jìn)一步分析(步驟302)。
下一個(gè)步驟是從每一個(gè)車輪投影圖像切片提取感興趣的目標(biāo)(步驟303)。為此目的，可以使用相對(duì)較低的閾值將圖像從灰度格式轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制格式，以使即使微弱的血管也可保持它們的連通性。這樣一個(gè)強(qiáng)度閾值的例子是-624Hu?？梢詫](méi)有連接到感興趣的目標(biāo)的所有的周圍結(jié)構(gòu)設(shè)置成背景。
然后，考察在每個(gè)(二進(jìn)制)車輪投影圖像切片上感興趣的目標(biāo)的幾何特性(步驟304)。更加具體地說(shuō)，使用下面的公式計(jì)算每個(gè)車輪投影圖像切片上感興趣的目標(biāo)的圓度圓度＝感興趣的目標(biāo)的面積/感興趣的目標(biāo)的周長(zhǎng)應(yīng)該理解的是，圓度值越大，則目標(biāo)的形狀越圓。
接下來(lái)，獲得具有N個(gè)最高圓度值的二進(jìn)制的車輪投影圖像切片(步驟305)。為此目的，例如，按照?qǐng)A度值順序?qū)⒍M(jìn)制的車輪投影圖像切片排序，選擇其中圓度值最高的N個(gè)圖像切片。
確定N個(gè)最高的圓度值是否小于預(yù)先確定的閾值TH(步驟306)。如果N個(gè)最高的圓度值小于閾值TH，則認(rèn)為正在考慮的種子不是肺結(jié)節(jié)，因?yàn)樗€不足夠圓(步驟315)。否則，對(duì)N個(gè)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制的車輪投影圖像切片進(jìn)行“或操作”，從而產(chǎn)生一個(gè)結(jié)節(jié)掩模(步驟307)。使用所說(shuō)的結(jié)節(jié)掩模，就可以評(píng)估潛在的結(jié)節(jié)的大小和潛在的結(jié)節(jié)的位置(步驟308)。
然后，確定具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片(步驟309)。為此，要考察經(jīng)排序的圖像切片，并且選擇具有M個(gè)最低圓度值的圖像切片。
確定具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片是否大于預(yù)定的閾值TL(步驟310)。如果它們大于閾值TL，則立即確定感興趣的結(jié)構(gòu)是一個(gè)結(jié)節(jié)(步驟316)，因?yàn)樗男螤钍菆A的。否則，計(jì)算每個(gè)車輪投影圖像切片的加權(quán)面積曲線。確定加權(quán)面積曲線的第一個(gè)步驟是通過(guò)對(duì)下述的矩陣進(jìn)行本征矢量分析來(lái)計(jì)算主軸A =EXXEXYEXYEYY,]]>這里，x＝[x，y]T代表感興趣的目標(biāo)的一個(gè)像素，μ＝[x，y]代表目標(biāo)的形心(步驟311)。
接下來(lái)，通過(guò)沿垂直于主軸的方向測(cè)量目標(biāo)的寬度或面積得到每個(gè)面積曲線來(lái)計(jì)算加權(quán)面積曲線(步驟312)。在這一步驟，還可以歸一化像素的強(qiáng)度并進(jìn)行記錄。任選地，可以對(duì)面積曲線應(yīng)用中值濾波，以減小由于分段引起的人為假像并且平滑所說(shuō)的面積曲線。然后，通過(guò)歸一化強(qiáng)度給面積曲線加權(quán)，從而可以獲得更加合理的解剖學(xué)解釋。
在這時(shí)，我們處在分析加權(quán)面積曲線的階段。因?yàn)檫@些加權(quán)面積曲線代表解剖結(jié)構(gòu)的形狀特性，所以這些加權(quán)面積曲線展示出在結(jié)節(jié)曲線和血管曲線之間的形狀特征的明顯差異。通常，結(jié)節(jié)的加權(quán)面積曲線趨向于高斯分布形狀，即使結(jié)節(jié)是單獨(dú)存在的或附著到血管上亦是如此，而血管的加權(quán)面積曲線不具有這種性質(zhì)。在由結(jié)節(jié)掩模估算的位置附近，對(duì)加權(quán)面積曲線的形狀進(jìn)行分析(步驟313)。
按照一組標(biāo)準(zhǔn)確定在通過(guò)結(jié)節(jié)掩模粗略估算的位置附近的加權(quán)面積曲線是否是充分的高斯分布形狀(步驟314)。標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)例子可以是曲線擬合技術(shù)。如果確定當(dāng)前考察中的種子滿足該標(biāo)準(zhǔn)，則認(rèn)為這個(gè)種子就是結(jié)節(jié)(步驟316)，并且保存這個(gè)考察中的目標(biāo)。否則，認(rèn)為這個(gè)種子不是結(jié)節(jié)(步驟315)。
然后，可以處理下一個(gè)種子(步驟317)。所說(shuō)的過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，一直到?jīng)]有更多的種子需要考察時(shí)為止。
為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在給出幾個(gè)例子。在第一個(gè)例子中，進(jìn)行車輪投影分析以檢測(cè)附著到血管上的結(jié)節(jié)。第二個(gè)例子表示可以如何使用車輪投影分析來(lái)區(qū)分小的微弱血管和結(jié)節(jié)。
A.使用車輪投影分析檢測(cè)附著到血管上的結(jié)節(jié)圖4a和4 b表示附著到血管上的一個(gè)結(jié)節(jié)的例子。圖4a表示結(jié)節(jié)的軸向視圖，圖4b表示3維表面透視圖。
在圖4c中，表示5個(gè)具有最高圓度值的原始的車輪投影圖像切片(上一行)和二進(jìn)制的車輪投影圖像切片(下一行)。在這個(gè)例子中，N等于5。圖4d表示5個(gè)具有M個(gè)最低圓度值的原始的和二進(jìn)制的車輪投影圖像切片。在此例中，M也等于5。圖中表示出主軸。
圖4e表示5個(gè)具有最低圓度值的車輪投影圖像切片的加權(quán)面積曲線。最后的子圖像表示的是結(jié)節(jié)掩模。前面說(shuō)過(guò)，結(jié)節(jié)掩模是由N個(gè)二進(jìn)制車輪投影圖像切片的“或操作”產(chǎn)生的。這樣，這個(gè)結(jié)節(jié)掩模是由如圖4c所示的5個(gè)二進(jìn)制車輪投影圖像切片的“或操作”產(chǎn)生的。要注意的是，如圖4e所示的這些加權(quán)面積曲線在由結(jié)節(jié)掩模粗略估算出來(lái)的位置的周圍看起來(lái)都是高斯分布。由于它們具有這種形狀，所以它們表明感興趣的目標(biāo)是一個(gè)結(jié)節(jié)，因?yàn)榻Y(jié)節(jié)就具有這種性質(zhì)。
B.使用車輪投影分析區(qū)分小的微弱血管與結(jié)節(jié)圖5a表示看起來(lái)似乎是結(jié)節(jié)的一個(gè)小的微弱血管的例子。
在圖5b中，表示5個(gè)具有最高圓度值的原始的車輪投影圖像切片。圖5c表示具有最低圓度值的5個(gè)原始的車輪投影圖像切片(上一行)和5個(gè)二進(jìn)制車輪投影圖像切片(下一行)。圖中表示出主軸。與前一個(gè)例子一樣，M和N都設(shè)定為5。
圖5d表示5個(gè)具有最低圓度值的車輪投影圖像切片的加權(quán)面積曲線。最后的子圖像表明是結(jié)節(jié)掩模，結(jié)節(jié)掩模表示出目標(biāo)的粗略估算出來(lái)的大小和位置。要說(shuō)明的是，這些加權(quán)面積曲線在由結(jié)節(jié)掩模粗略估算出來(lái)的位置周圍看起來(lái)是比較線性的形狀，而不是高斯分布形狀。這表明這個(gè)種子不是結(jié)節(jié)。在這種情況下，由于感興趣的目標(biāo)實(shí)際上是小的微弱血管，所以加權(quán)面積曲線具有線性的形狀。
以上的例子說(shuō)明自動(dòng)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的車輪投影分析的一些主要優(yōu)點(diǎn)。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這些例子不意味著限制本發(fā)明的范圍。進(jìn)而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在某些情況下，本發(fā)明在不使用加權(quán)面積曲線的情況下就能自動(dòng)確定感興趣的目標(biāo)的特性。例如，如以上所述，如果目標(biāo)的圓度值超過(guò)了一個(gè)預(yù)先確定的閾值，則本發(fā)明就可確定這個(gè)目標(biāo)是一個(gè)結(jié)節(jié)，并且如果它的圓度值小于另一個(gè)預(yù)先確定的閾值，本發(fā)明還可以確定這個(gè)目標(biāo)不是一個(gè)結(jié)節(jié)。
雖然這里參照附圖描述了本發(fā)明的說(shuō)明性的實(shí)施例，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于這些明確的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明的構(gòu)思或范圍的條件下還可以作出各種其它的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種在一組容積圖像數(shù)據(jù)中使用感興趣目標(biāo)的車輪投影分析來(lái)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的方法，包括如下步驟在所說(shuō)的這組容積圖像數(shù)據(jù)中以感興趣的目標(biāo)為中心應(yīng)用車輪投影，從而產(chǎn)生一組車輪投影圖像切片；分析所說(shuō)車輪投影圖像切片中的一個(gè)子組以確定是否表示出肺結(jié)節(jié)的特性；以及如果確定是表示出肺結(jié)節(jié)的特性，則感興趣的目標(biāo)被識(shí)別為肺結(jié)節(jié)。
2.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步還包括如下步驟為每個(gè)車輪投影圖像切片提取感興趣的目標(biāo)；確定每個(gè)提取的感興趣的目標(biāo)的圓度值；以及確定車輪投影圖像切片的子組，使其包括具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片。
3.權(quán)利要求2的方法，其中分析所說(shuō)車輪投影圖像切片的一個(gè)子組的步驟還包括如下步驟為所說(shuō)子組中的車輪投影圖像切片產(chǎn)生加權(quán)面積曲線；確定加權(quán)面積曲線的形狀是否表示肺結(jié)節(jié)的特性。
4.權(quán)利要求3的方法，其中確定加權(quán)面積曲線的形狀是否表示肺結(jié)節(jié)的特性的步驟還包括如下步驟使用具有N個(gè)最高圓度值的車輪投影圖像切片產(chǎn)生一個(gè)肺結(jié)節(jié)掩模；沿由所說(shuō)的肺結(jié)節(jié)掩模估算的位置考察在具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片上獲得的加權(quán)面積曲線的形狀；以及如果沿由所說(shuō)的肺結(jié)節(jié)掩模估算的位置的加權(quán)面積曲線的形狀是高斯分布，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)是肺結(jié)節(jié)。
5.權(quán)利要求3的方法，其中所說(shuō)的產(chǎn)生加權(quán)面積曲線的步驟包括如下步驟確定感興趣的目標(biāo)在每個(gè)具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片上的主軸；測(cè)量感興趣的目標(biāo)沿主軸的大小/面積；以及產(chǎn)生加權(quán)面積曲線。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的分析車輪投影圖像切片的一個(gè)子組的步驟還包括如果具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片具有高于預(yù)先確定的閾值的圓度值，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)是肺結(jié)節(jié)。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的分析車輪投影圖像切片的一個(gè)子組的步驟還包括如果具有N個(gè)最高圓度值的車輪投影圖像切片具有低于預(yù)先確定的閾值的圓度值，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)不是肺結(jié)節(jié)。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的容積圖像數(shù)據(jù)是由多層切片高分辨率CT掃描獲得的。
9.權(quán)利要求1的方法，其中預(yù)先設(shè)置車輪投影的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
10.一種可由機(jī)器讀取的程序存儲(chǔ)設(shè)備，可確實(shí)包含可在機(jī)器上執(zhí)行的指令程序，以實(shí)現(xiàn)在一組容積圖像數(shù)據(jù)中使用感興趣目標(biāo)的車輪投影分析來(lái)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的方法步驟，所說(shuō)的方法步驟包括在所說(shuō)的這組容積圖像數(shù)據(jù)中以感興趣的目標(biāo)為中心應(yīng)用車輪投影，從而產(chǎn)生一組車輪投影圖像切片；分析所說(shuō)車輪投影圖像切片中的一個(gè)子組以確定是否表示出肺結(jié)節(jié)的特性；以及如果確定是表示出肺結(jié)節(jié)的特性，則感興趣的目標(biāo)被識(shí)別為肺結(jié)節(jié)。
11.權(quán)利要求10的程序存儲(chǔ)設(shè)備，進(jìn)一步還包括如下步驟為每個(gè)車輪投影圖像切片提取感興趣的目標(biāo)；確定每個(gè)提取的感興趣的目標(biāo)的圓度值；以及確定車輪投影圖像切片的子組，使其包括具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片。
12.權(quán)利要求11的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中分析所說(shuō)車輪投影圖像切片的一個(gè)子組的步驟還包括如下步驟為具有M個(gè)最低圓度值的圖像切片的子組中的車輪投影圖像切片，產(chǎn)生加權(quán)面積曲線；確定加權(quán)面積曲線的形狀是否表示肺結(jié)節(jié)的特性。
13.權(quán)利要求12的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中確定加權(quán)面積曲線的形狀是否表示肺結(jié)節(jié)的特性的步驟還包括如下步驟使用具有N個(gè)最高圓度值的車輪投影圖像切片產(chǎn)生一個(gè)肺結(jié)節(jié)掩模；沿由所說(shuō)的肺結(jié)節(jié)掩模估算的位置考察在具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片上獲得的加權(quán)面積曲線的形狀；如果沿由所說(shuō)的肺結(jié)節(jié)掩模估算的位置的加權(quán)面積曲線的形狀是高斯分布，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)是肺結(jié)節(jié)。
14.權(quán)利要求12的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中所說(shuō)的產(chǎn)生加權(quán)面積曲線的步驟包括如下步驟確定感興趣的目標(biāo)在每個(gè)具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片上的主軸；測(cè)量感興趣的目標(biāo)沿主軸的大小/面積；以及產(chǎn)生加權(quán)面積曲線。
15.權(quán)利要求10的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中所說(shuō)的分析車輪投影圖像切片的一個(gè)子組的步驟還包括如果具有M個(gè)最低圓度值的車輪投影圖像切片具有高于預(yù)先確定的閾值的圓度值，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)是肺結(jié)節(jié)。
16.權(quán)利要求10的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中所說(shuō)的分析車輪投影圖像切片的一個(gè)子組的步驟還包括如果具有N個(gè)最高圓度值的車輪投影圖像切片具有低于預(yù)先確定的閾值的圓度值，則認(rèn)為感興趣的目標(biāo)不是肺結(jié)節(jié)。
17.權(quán)利要求10的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中所說(shuō)的容積圖像數(shù)據(jù)是由多層切片高分辨率CT掃描獲得的。
18.權(quán)利要求10的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中預(yù)先設(shè)置車輪投影的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
19.一種在容積圖像數(shù)據(jù)中使用感興趣目標(biāo)的車輪投影分析來(lái)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的方法，包括在所說(shuō)的容積圖像數(shù)據(jù)中以感興趣的目標(biāo)為中心產(chǎn)生一組車輪投影圖像切片，包括如下步驟分析所說(shuō)車輪投影圖像切片中的一個(gè)子組以確定是否表示出肺結(jié)節(jié)的特性；以及如果確定是表示出肺結(jié)節(jié)的特性，則感興趣的目標(biāo)被識(shí)別為肺結(jié)節(jié)。
20.一種輔助肺癌診斷的肺結(jié)節(jié)檢測(cè)設(shè)備，包括輸入單元，用于獲得與感興趣的目標(biāo)有關(guān)的一組車輪投影圖像切片；分析器，用于對(duì)這組車輪投影圖像切片進(jìn)行車輪投影分析；以及輸出單元，用于識(shí)別感興趣的目標(biāo)是否是肺結(jié)節(jié)。
全文摘要
公開(kāi)了一種通過(guò)使用車輪投影分析在高分辨率多層切片CT圖像中自動(dòng)檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的方法。投影分析使用了從圍繞感興趣的容積中一個(gè)確定的軸(201)轉(zhuǎn)動(dòng)的一系列2維切割平面(201)獲得的加權(quán)面積曲線。如果加權(quán)面積曲線的形狀分析滿足一組檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(313，314)，則檢測(cè)到結(jié)節(jié)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK1656499SQ03811511
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月20日
發(fā)明者L·范, J·錢, G·－Q·魏 申請(qǐng)人:西門子共同研究公司