專利名稱：用于指示醫(yī)學成像數據中可能經計算機檢測的假陽性的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機輔助檢測系統和方法，并且具體但不排外地涉及用 于抑制和指示解剖區(qū)域中經計算機檢測的感興趣特征的裝置和方法，所述 感興趣特征具有包含經計算機檢測的假陽性的顯著可能性。
背景技術：
諸如肺結節(jié)的感興趣解剖特征的檢測和診斷是放射學實踐中的標準程 序。當前計算機相關的系統的速度和精密化支持更快的和更精密的醫(yī)學成 像系統的發(fā)展。隨之而來的用于處理和后處理的所生成數據的量的增加已 經導致產生大量應用程序以自動分析醫(yī)學圖像數據。因此，已經發(fā)展出各 種數據處理軟件和系統以便輔助醫(yī)師、臨床醫(yī)生和放射學家等評估醫(yī)學圖 像以識別和/或診斷并評價醫(yī)學圖像。例如，已經發(fā)展出計算機輔助檢測
(CAD)系統來自動識別諸如病灶或肺結節(jié)的"可疑"區(qū)域，其可能是肺 癌的指示或者可能是其他類型癌癥的轉移。
自動檢測(識別和描繪)在形態(tài)上感興趣的區(qū)域(例如病灶、結節(jié)、 f5化)和可能與臨床相關的其他結構上可檢測的區(qū)域的CAD系統是已知的。 該CAD軟件自動地標記或突出顯示由例如計算機斷層攝影、磁共振、超聲 或X射線掃描器提供的醫(yī)學圖像中的醫(yī)學異常。例如，在分析肺部圖像以 尋找可能的癌性結節(jié)時，CAD系統將標記所檢測的結節(jié)。
然而，由于心臟運動產生的圖像偽影，經常在靠近跳動的心臟附近出 現假陽性標記。心臟跳動造成圖像切片的錯誤位移，這進而導致例如脈管 結構、氣道和其他解剖特征的明顯不連續(xù)性，這可能在計算機輔助檢測過 程中被CAD軟件錯誤解釋并因此導致假陽性標記。
也可能由于由呼吸運動導致的偽影、光子或能量匱乏區(qū)域或者由諸如 金屬假體、手術夾或牙齒填補物的高密度物體導致的條紋偽影而出現假陽 性標記。這可能使得放射學家、醫(yī)師或臨床醫(yī)生更難以對所檢測的感興趣特征進行分類和解釋。這將導致評估CAD結果所需的時間段增加并導致醫(yī) 師由于降低的集中性而產生評估誤差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的優(yōu)選實施例試圖克服現有技術的一個或多個上述缺點。 根據本發(fā)明的一方面，提供一種數據結構，其由計算機系統用于處理 表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學圖像數據，所述至少一個第一區(qū)域包
括至少一個經計算機檢測的感興趣特征，所述數據結構包括
-第一計算機代碼，其可被執(zhí)行以檢測表示包含在相應的所述第一區(qū)域 內的至少一個第二區(qū)域的第一數據，其中所述第二區(qū)域中的至少一個所述 感興趣特征具有表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性；以及
-第二計算機代碼，其可被執(zhí)行以提供用于使至少一個所述第一區(qū)域能 夠顯示在顯示設備上的第二數據，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有 表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至 少一個所述第二區(qū)域顯示在顯示裝置上。
通過從包含所有經計算機檢測的感興趣特征的圖像數據中區(qū)分出具有 表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性的區(qū)域，這提供了以下優(yōu)點簡 化并因此加速了放射學家評價包括經計算機檢測的感興趣特征的醫(yī)學圖像 數據的過程。例如，在肺部的醫(yī)學圖像的情況下，最可能由于心臟運動偽 影而在心臟附近出現假陽性標記。為了簡化放射學家的評價過程，自動檢 測這些區(qū)域并由例如對放射學家的視覺線索進行指示，從而提高了他或她 的以下意識在那些區(qū)域中計算機輔助檢測可能具有有限的靈敏度，因此 需要極其細心的視覺觀察。
所述第一計算機代碼可被執(zhí)行以基于所述第二區(qū)域的運動、條紋偽影 和/或光子匱乏檢測表示至少一個所述第二區(qū)域的數據。
這提供了以下優(yōu)點在醫(yī)學圖像內識別很可能有經計算機檢測的假陽 性標記的生理區(qū)域。
所述第二計算機代碼可以適于使得借助于第一組圖形標記(諸如不同 顏色的邊界線)來顯示所述第二區(qū)域。
這提供以下優(yōu)點放射學家可以更容易地識別帶有表示假陽性標記的顯著可能性的區(qū)域，從而節(jié)省用于評價醫(yī)學圖像的時間并因此提高放射學 家評估的質量
所述第二計算機代碼還可以適于使得借助于第二組圖形標記(諸如環(huán)
繞所述感興趣特征的不同顏色的邊界線)來顯示至少一個所述第二區(qū)域中 的至少一些所述感興趣特征。所述第二計算機代碼可以適于使得至少一個
所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征的顯示被抑制。
這提供以下優(yōu)點能夠更容易地區(qū)分在所述第一區(qū)域內檢測到的感興
趣特征與在所述第二區(qū)域內檢測到的感興趣特征。
根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種計算機可讀介質，其上存儲有如
上面定義的數據結構。
根據本發(fā)明的又一方面，提供了一種醫(yī)學數據處理裝置，其用于處理
表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學圖像數據，所述至少一個第一區(qū)域包
括至少一個經計算機檢測的感興趣特征，所述裝置包括適于處理如上面定
義的數據結構的至少一個處理器。
這提供以下優(yōu)點提供包括經計算機檢測的感興趣特征的醫(yī)學圖像數
據，根據感興趣特征是否是在具有假陽性標記的顯著可能性的區(qū)域中檢測
的而由不同的圖形標記來指示這些感興趣特征，因此，提高了放射學家的
醫(yī)學圖像評估的效果和質量。
根據本發(fā)明的又一方面，提供了一種醫(yī)學成像裝置，其包括 -至少一個成像設備，其用于形成表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學
圖像數據，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經計算機檢測的感興趣特
征；
-如上面定義的醫(yī)學數據處理裝置；以及
-至少一個顯示設備，其用于顯示至少一個所述第一區(qū)域和至少一個所 述第二區(qū)域。
根據本發(fā)明的又一方面，提供了一種處理表示患者的至少一個第一區(qū) 域的醫(yī)學圖像數據的方法，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經計算機 檢測的感興趣特征，所述方法包括
-提供第一數據，所述第一數據表示包含在相應的所述第一區(qū)域內的至 少一個第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征具有表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性；和
-提供第二數據，所述第二數據用于使至少一個所述第一區(qū)域能夠顯示 在顯示設備上，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有表示經計算機檢測 的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至少一個所述第二區(qū) 域顯示在顯示裝置上。


現在將僅通過示例的方式而不是限制性地參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)
選實施例，在附圖中
圖l是體現本發(fā)明的一種醫(yī)學成像數據處理裝置的部件的圖示；
圖2是體現本發(fā)明的一種處理醫(yī)學圖像數據的方法的流程圖。
具體實施例方式
參考圖1，醫(yī)學成像數據處理裝置具有計算機斷層攝影(CT)成^L裝 置1、圍繞圓形框架4布置成相對的一對的X射線源2和探測器3。處理器 5適于至少執(zhí)行第一計算機代碼6a和第二計算機代碼6b以產生顯示在顯示 設備(未示出)上的醫(yī)學成像數據7a、 7b和7c，以便輔助醫(yī)師或放射學家 對感興趣特征進行識別和/或分類。
患者8被支撐在平臺9上，該平臺可以在控制單元(未示出)的控制 下借助于電機(未示出)相對于框架4沿平臺9的縱向軸線移動。由探測 器3探測到的數據被輸出到處理器5。處理器5利用第一計算機代碼6a和 第二計算機代碼6b來處理所接收的數據以提供成像數據輸出7a、 7b或7c。 圖像數據輸出7a、 7b或7c由顯示單元(未示出)顯示以便輔助醫(yī)師。
第一計算機代碼6a可以包括能夠識別具有強心臟運動的圖像區(qū)域的圖 像處理算法。這些區(qū)域可以如以下示例中所示地進行識別
在肺部分割并設定例如"400 HU的閾值之后，對圖像進行切片方式的 2D距離變換(對每個前景體素分配其到最近的背景體素的歐幾里得距離的 變換)。對于位于位置(x， y， z)處的每個體素，其具有距離值D(x， y， z) < 25 mm 的距離值，距離映射值D在z方向(即穿過切片的方向)上的二階導數L(x, y， z)被計算為L(x， y， z) = 2*D(x， y， z) - D(x， y， z-l) - D(x， y, z+l)。這一值指示不連續(xù)的切片間位移的量。
為實現對噪聲和亂真的切片間位移不連續(xù)性L(x， y， z)的穩(wěn)健性，圍繞 每個體素考慮范圍為k-土10的切片。在這一范圍內，按照量值對所出現的 位移不連續(xù)性值進行排序，并且取第三最大值為這一體素的穩(wěn)健位移不連 續(xù)性值L'。如果這一值L'大于7 mm，則將該體素視為受心臟運動偽影影響 的圖像區(qū)域的一部分。這一體素的受影響區(qū)域被假定為L'乘以范圍影響因 子f-5，其中上限值為75mm。然后抑制在半徑為R = f xL，的這一影響區(qū)
域內的每個結節(jié)候選。
參考圖2，處理器5在步驟S10獲得表示患者8的感興趣區(qū)域的數據并 且在步驟S20檢測感興趣區(qū)域內的肺結節(jié)。在步驟S30，利用第一計算機代 碼6a檢測存在表示假陽性的顯著可能性的區(qū)域。例如，假陽性的顯著可能 性可能由諸如呼吸或心臟運動的生理運動引起，由諸如金屬假體、手術夾 或牙齒填補物的高密度物體產生的己有的條紋偽影引起，或者由光子或能 量匱乏區(qū)域引起。
在步驟S40，由處理器5使用第二計算機代碼6b來以圖形線索指示存 在表示假陽性的顯著可能性的區(qū)域，這些圖形線索諸如用彩色線條標記區(qū) 域的邊界或者將該區(qū)域染上淡顏色，以便區(qū)分所顯示的成像數據內具有表 示假陽性的顯著可能性的區(qū)域。
此外，在步驟S50,通過與在不具有表示假陽性的顯著可能性的區(qū)域中 檢測的肺結節(jié)不同的一組標記來顯示在所識別的具有表示假陽性的顯著可 能性區(qū)域內檢測的肺結節(jié)。例如，不同組的經檢測的肺結節(jié)以不同的顏色 顯示或者具有不同形狀的圖形線索。
為了喚起醫(yī)師對具有心臟運動、呼吸運動、條紋偽影或光子匱乏的經 檢測的區(qū)域可能包括更多假陽性并且僅具有有限的檢測靈敏度的意識，經 檢測的肺結節(jié)不被顯示在圖像數據中，以迫使醫(yī)師極其留心地檢查該區(qū)域。
在步驟S60，在顯示單元(未示出)顯示由處理器5產生的成像數據輸出。
在上面的示例中提到的算法僅描述了查找CT圖像中的心臟運動偽影 的一種方式。標記遭受偽影的圖像區(qū)域的圖像處理算法的其他實施例可能 是査找MR圖像中的心臟運動偽影(即心跳)(諸如MR胸部圖像中受心臟運動影響的區(qū)域)的算法、查找可能發(fā)生在膈膜附近的呼吸運動偽影(呼
吸)的算法、查找CT圖像中的金屬偽影(條紋偽影)的算法以及査找CT 圖像中的光子匱乏區(qū)域(通?？拷绮亢腕y骨區(qū)域)的算法。
本領域技術人員應該理解，上面的實施例僅是以示例的方式進行描述， 而絕對不是限制性的，在不偏離由隨附的權利要求定義的本發(fā)明的范圍的 情況下有可能進行各種變化和修改。
權利要求
1、一種數據結構，其由計算機系統用于處理表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學圖像數據，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經計算機檢測的感興趣特征，所述數據結構包括-第一計算機代碼，其可被執(zhí)行以檢測表示包含在相應的所述第一區(qū)域內的至少一個第二區(qū)域的第一數據，其中，所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征具有表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性；以及-第二計算機代碼，其可被執(zhí)行以提供用于使至少一個所述第一區(qū)域能夠顯示在顯示設備上的第二數據，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至少一個所述第二區(qū)域顯示在所述顯示裝置上。
2、 如權利要求1所述的數據結構，其中，所述第一計算機代碼可被執(zhí) 行以基于所述第二區(qū)域的運動檢測表示至少一個所述第二區(qū)域的數據。
3、 如權利要求1所述的數據結構，其中，所述第一計算機代碼可被執(zhí) 行以基于所述第二區(qū)域的條紋偽影檢測表示至少一個所述第二區(qū)域的數 據。
4、 如權利要求l所述的數據結構，其中，所述第一計算機代碼可被執(zhí) 行以基于所述第二區(qū)域的光子匱乏檢測表示至少一個所述第二區(qū)域的數 據。
5、 如權利要求1所述的數據結構，其中，所述第二計算機代碼適于使 得借助于第一組圖形標記來顯示所述第二區(qū)域。
6、 如權利要求5所述的數據結構，其中，所述第一組圖形標記包括所 述第二區(qū)域的不同顏色的邊界線。
7、 如權利要求1所述的數據結構，其中，所述第二計算機代碼適于使 得借助于第二組圖形標記來顯示至少一個所述第二區(qū)域中的至少一些所述 感興趣特征。
8、 如權利要求7所述的數據結構，其中，所述第二組圖形標記包括環(huán) 繞所述感興趣特征的不同顏色的邊界線。
9、 如權利要求1所述的數據結構，其中，所述第二數據適于使得至少 一個所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征的顯示被抑制。
10、 一種計算機可讀介質，其上存儲有如權利要求l所述的數據結構。
11、 一種醫(yī)學成像數據處理裝置，其用于處理表示患者的至少一個第 一區(qū)域的醫(yī)學圖像數據，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經計算機檢 測的感興趣特征，所述裝置包括適于處理如權利要求1所述的數據結構的 至少一個處理器。
12、 一種醫(yī)學成像裝置，其包括-至少一個成像設備，其用于形成表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學 圖像數據，所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經計算機檢測的感興趣特 征；-如權利要求11所述的醫(yī)學圖像數據處理裝置；以及 -至少一個顯示設備，其用于顯示至少一個所述第一區(qū)域和至少一個所述第二區(qū)域。
13、 一種處理表示患者的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學圖像數據的方法， 所述至少一個第一區(qū)域包括至少一個經計算機檢測的感興趣特征，所述方 法包括-提供第一數據，所述第一數據表示包含在相應的所述第一區(qū)域內的至 少一個第二區(qū)域，其中，所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征具有表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性；和-提供第二數據，所述第二數據用于使至少一個所述第一區(qū)域能夠顯示 在顯示設備上，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有表示經計算機檢測 的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至少一個所述第二區(qū) 域顯示在所述顯示裝置上。
全文摘要
公開了一種數據結構，其由計算機系統(5)用于處理表示患者(8)的至少一個第一區(qū)域的醫(yī)學圖像數據，該至少一個第一區(qū)域包括至少一個經計算機檢測的感興趣特征。該數據結構包括第一計算機代碼，該第一計算機代碼可被執(zhí)行以檢測表示包含在相應第一區(qū)域內的至少一個第二區(qū)域的第一數據。所述第二區(qū)域中的至少一個所述感興趣特征具有表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性。第二計算機代碼可被執(zhí)行以提供用于使至少一個所述第一區(qū)域能夠顯示在顯示設備上的第二數據，從而使得與所述第一區(qū)域的不包含具有表示經計算機檢測的假陽性的顯著可能性的感興趣區(qū)域的部分不同地將至少一個所述第二區(qū)域顯示在顯示裝置上。
文檔編號G06T7/00GK101563708SQ200780046759
公開日2009年10月21日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權日2006年12月19日
發(fā)明者C·洛倫茨, R·奧普弗, R·維姆科, T·比洛 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司