專(zhuān)利名稱(chēng)：基于成像的病毒檢測(cè)的制作方法
基于成像的病毒檢測(cè)以下大致涉及基于成像的病毒檢測(cè)并且以計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)的特定應(yīng)用來(lái)進(jìn)行描述。然而，也可用于其他成像模態(tài)，包括X射線、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)、超聲(US)和/或其他成像模態(tài)。流感(流行性感冒)HlNl病毒是豬流感A (HlNl)的亞型，其是2009年流感大流行的根源?，F(xiàn)有的季節(jié)性流感疫苗無(wú)法提供保護(hù)以防止豬流感病毒(S-OIV)的感染。文獻(xiàn)指出，流感A (HlNl)病毒比季節(jié)性流感更易傳染，并且受感染的人比受季節(jié)性流感感染的人要感染更長(zhǎng)的時(shí)間，而且S-OIV優(yōu)先感染某些人群。文獻(xiàn)已經(jīng)指出，雖然大部分病例是輕微和自限的，但是S-OIV對(duì)高危患者的感染 更可能導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病并且甚至死亡。風(fēng)險(xiǎn)增大的人群包括小于5歲的兒童，65歲或者更老的成年人、具有其他慢性病的患者(例如，哮喘、糖尿病、心臟病、腎病、神經(jīng)認(rèn)知疾病，以及神經(jīng)肌肉失調(diào))，以及免疫抑制患者。在這些人群中，從癥狀發(fā)作到住院治療和重癥監(jiān)護(hù)的時(shí)間可能少于二十四小時(shí)。在給出疾病的可能?chē)?yán)重性，其潛在的流行性特征，以及其相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的情況下，對(duì)S-OIV的及時(shí)并且準(zhǔn)確的檢測(cè)和診斷將是有利的。遺憾的是，當(dāng)前對(duì)流行性S-Oiv與季節(jié)性流感以及其他季節(jié)性傳染疾病的診斷和區(qū)分受到其體征和癥狀的相似性的阻礙。因此，一些S-OIV病例被類(lèi)似于季節(jié)性流感或者其他疾病地來(lái)治療，并且在一些情況下，直到受試者入院治療為止才診斷出該受試者已經(jīng)感染了 S-0IV。三篇文章，Mollura等人的 “Imaging Findings in a Fatal Caseof PandemicSwine-Origin Influenza A (HlNl), ^American Journal ofRoentgenology, 2009，193:1-4，Ajlan 等人的“Swine-Origin Influenza A(HlNl)ViralInfection:Radiographic and CT Findings, "American Journal of Roentgenology,2009, 193:1-6,以及 Agarawl 等人的 “Chest Radiographic and CT Findings inNovelSwine-Origin Influenza A (HlNl) Virus (S-OIV) infection, ^AmericanJournal ofRoentgenology, 2009, 193:1_6，綜述了對(duì)于被診斷有嚴(yán)重S-0IV感染的受試者以及被推測(cè)/實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)的S-Oiv感染的受試者的X射線照片和CT結(jié)果。本申請(qǐng)的各方面針對(duì)以上涉及的問(wèn)題和其他。根據(jù)一個(gè)方面，一種用于基于成像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)患者中的病毒的方法包括用成像設(shè)備掃描所述患者的感興趣區(qū)域，并且生成指示所述感興趣區(qū)域的成像數(shù)據(jù)，基于識(shí)別的至少一個(gè)標(biāo)志和對(duì)應(yīng)于所述病毒的預(yù)定可成像標(biāo)志集來(lái)識(shí)別在所述圖像數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)于所述病毒的至少一個(gè)標(biāo)志，基于分類(lèi)規(guī)則集來(lái)將所述病毒分類(lèi)為所述病毒的特定病毒株，以及生成指示所述特定病毒株的信號(hào)。在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括基于成像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)患者中的病毒的病毒檢測(cè)設(shè)備。所述病毒檢測(cè)設(shè)備包括數(shù)據(jù)分析器，其分析所述圖像數(shù)據(jù)并且基于對(duì)應(yīng)于所述病毒的預(yù)定特征集來(lái)識(shí)別所述圖像數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)于所述病毒的至少一個(gè)特征。所述數(shù)據(jù)分析器也包括病毒分類(lèi)器，其基于所述特征來(lái)將所述病毒分類(lèi)為所識(shí)別病毒的特定病毒株，并生成指示所述特定病毒株的信號(hào)。
在另一實(shí)施例中，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括指令，當(dāng)所述指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，其使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行各種動(dòng)作，例如掃描患者的感興趣區(qū)域并且生成指示所述感興趣區(qū)域的成像數(shù)據(jù)，基于所述成像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)所述患者中病毒感染的存在，以及將所述感染分類(lèi)為所述病毒的特定病毒株。本發(fā)明可采取各種部件和部件布置的形式，以及采取各種步驟和步驟安排的形式。圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，并且不被解釋為限制本發(fā)明。圖I圖示了與病毒識(shí)別設(shè)備相連接的示例成像系統(tǒng)；圖2圖示了病毒識(shí)別設(shè)備的示例流感檢測(cè)部件；圖3圖示了病毒識(shí)別設(shè)備的示例規(guī)劃部件； 圖4圖示了用于使用病毒識(shí)別設(shè)備來(lái)識(shí)別流感感染可能性的方法。以下描述了便于識(shí)別受試者中的傳染性病毒，例如流感(例如，S-0IV)的系統(tǒng)和/或方法，其基于成像數(shù)據(jù)與以下中的至少一個(gè)的組合病毒引起的預(yù)定可成像標(biāo)志、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、患者信息和/或與該病毒相關(guān)的公眾傳播信息。通過(guò)使用這種數(shù)據(jù)，可及早檢測(cè)和分類(lèi)病毒如s-οιν，這可便于抑制S-OIV在人群中的傳播、確定疫苗和/或健康護(hù)理工作者對(duì)公眾的分配的優(yōu)先順序、在感染變得嚴(yán)重之前治療患者，等等。圖I圖示了成像系統(tǒng)100，例如計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器。該成像系統(tǒng)100包括大體固定掃描架102和旋轉(zhuǎn)掃描架104。旋轉(zhuǎn)掃描架104由固定掃描架102可旋轉(zhuǎn)地支撐并且圍繞檢查區(qū)域106關(guān)于縱軸或者Z-軸108旋轉(zhuǎn)。輻射源112，例如X射線管，由旋轉(zhuǎn)掃描架104支撐。該輻射源112從焦斑發(fā)射電離輻射，并且該輻射橫穿檢查區(qū)域106以及其中的對(duì)象或者受試者。源準(zhǔn)直器準(zhǔn)直該輻射以形成大致錐形、楔形、扇形或者其他形狀的輻射束。二維輻射敏感探測(cè)器陣列114以有角度的弧形置于輻射源112對(duì)面的檢測(cè)區(qū)域106。探測(cè)器陣列114包括多行沿z軸方向延伸的探測(cè)器。探測(cè)器陣列114探測(cè)橫穿檢查區(qū)域106的輻射并生成指示該輻射的投影數(shù)據(jù)。重建器116重建投影數(shù)據(jù)并且生成指示該投影數(shù)據(jù)的三維(3D )體積圖像數(shù)據(jù)?？梢蕴幚碓擉w積圖像數(shù)據(jù)以生成對(duì)象或者受試者的一個(gè)或多個(gè)圖像。患者支撐118,例如床,在檢查區(qū)域106中支撐對(duì)象或者受試者,例如人類(lèi)患者。該患者支撐118便于在掃描患者之前、期間和/或之后沿著X、y和z軸定位患者。通用目的計(jì)算系統(tǒng)或者計(jì)算機(jī)用作操作者控制臺(tái)120?？刂婆_(tái)120的處理器執(zhí)行被編碼于該控制臺(tái)120的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令，這允許操作者控制系統(tǒng)100的操作，例如選擇協(xié)議、啟動(dòng)掃描，等等。控制臺(tái)120也包括用于接收輸入和輸出信息的輸入/輸出，以及用于以人類(lèi)可讀格式來(lái)呈現(xiàn)信息的顯示器。病毒識(shí)別設(shè)備122被配置為識(shí)別感染受試者的病毒。所圖示的病毒識(shí)別設(shè)備122包括檢測(cè)和分類(lèi)病毒的檢測(cè)部件124。這種信息可以用于檢測(cè)傳染性疾病的存在和類(lèi)型。如以下更加詳細(xì)描述地，在一個(gè)實(shí)例中，檢測(cè)部件124基于成像數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)的結(jié)合來(lái)檢測(cè)并且任選地分類(lèi)該病毒。這種病毒的一個(gè)范例是流感病毒的病毒株(季節(jié)性的、大范圍流行的，和/或其他流感)。舉例來(lái)說(shuō)，該病毒識(shí)別設(shè)備122可以檢測(cè)和分類(lèi)S-0IV、其他流感變種，例如流感C，以及流感A的亞型，例如H1N1、H1N2、H3N1、H3N2和H2N3。其他可以被檢測(cè)到的流感A亞型包括但不限于，取吧、!15附、!17町、!19吧、!17吧、!17吧、冊(cè)吧、!11(^7和/或其他亞型。此外，病
毒識(shí)別設(shè)備122可以被配置為檢測(cè)非流感病毒。所圖示的病毒識(shí)別設(shè)備122還包括任選的規(guī)劃部件126，其便于規(guī)劃合適的成像檢查，以生成檢測(cè)部件124所使用的圖像數(shù)據(jù)。如以下更加詳細(xì)描述地，在一個(gè)實(shí)例中，該規(guī)劃部件126可以推薦成像模態(tài)的類(lèi)型、成像協(xié)議和/或協(xié)議參數(shù)。檢測(cè)部件124還包括用戶(hù)界面128，其用于以不同方式向用戶(hù)呈現(xiàn)信息。這種信息包括但不限于，關(guān)于患者具有特定疾病的可能性的信息、用于確定該可能性的信息(成像和非成像數(shù)據(jù))、用于確定生成該成像數(shù)據(jù)和/或其他數(shù)據(jù)的成像模態(tài)的信息。例如，用戶(hù)界面128可以用于用圖像數(shù)據(jù)來(lái)呈現(xiàn)指示患者具有特定病毒的可能性的值。在一個(gè)實(shí)例中， 當(dāng)呈現(xiàn)該圖像數(shù)據(jù)時(shí)，圖形化地高亮或者強(qiáng)調(diào)指示該病毒的圖像數(shù)據(jù)區(qū)域。檢測(cè)部件124還包括輸入/輸出(1/0)130，其允許檢測(cè)部件124與各種系統(tǒng)通信。這種系統(tǒng)包括但不限于，控制臺(tái)120、各種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)(本地的和/或遠(yuǎn)程的)、臨床醫(yī)生使用的電子設(shè)備(例如，手機(jī)、計(jì)算機(jī)，等等)、檔案數(shù)據(jù)庫(kù)、放射檢查信息系統(tǒng)、醫(yī)院信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)、政府機(jī)構(gòu)、疾病控制中心，等等。所圖示的病毒識(shí)別設(shè)備122是包括一個(gè)或多個(gè)處理器的計(jì)算系統(tǒng)的一部分，該處理器執(zhí)行被編碼于一個(gè)或多個(gè)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的一條或多條的計(jì)算機(jī)可讀指令。該計(jì)算系統(tǒng)可以是系統(tǒng)100的一部分(或者與其一體化)，或者與系統(tǒng)100相分離并且位于系統(tǒng)100的本地(如所ττΟ或者遠(yuǎn)尚系統(tǒng)100。在其他實(shí)施例中，可以省略檢測(cè)部件124中的一個(gè)或多個(gè)或者規(guī)劃部件126。圖2圖示了(圖I的病毒識(shí)別設(shè)備122的)范例檢測(cè)部件124。所圖示的檢測(cè)部件124包括數(shù)據(jù)分析器202，其分析成像數(shù)據(jù)，例如投影(原始)數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、圖像和/或其他成像數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可從成像系統(tǒng)100、另一系統(tǒng)、儲(chǔ)存庫(kù)等等接收，并且可包括，但不限于，2D、3D和4D數(shù)據(jù)、功能性數(shù)據(jù)、對(duì)比增強(qiáng)數(shù)據(jù)、低劑量數(shù)據(jù)，等等。如接下來(lái)更加詳細(xì)描述地，數(shù)據(jù)分析器202基于各種信息，例如特征、標(biāo)志、算法、患者信息和/或其他信息，來(lái)分析數(shù)據(jù)。檢測(cè)部件124生成表示該分析的信號(hào)。病毒標(biāo)志庫(kù)204包括用于給數(shù)據(jù)分析器202使用的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)志集。在一個(gè)實(shí)例中，標(biāo)志中的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)疾病類(lèi)型，例如一個(gè)或多個(gè)流感類(lèi)型。例如，標(biāo)志集中的至少一個(gè)可以包括指示S-OIV的標(biāo)志。這種標(biāo)志的例子包括但不限于，斑片狀磨玻璃樣陰影、肺門(mén)腫大、肺充氣減少、基底和/或軸向間質(zhì)硬化、基部和/或軸向肺泡硬化，等等。除了這些標(biāo)志的存在，它們的位置和分布(例如，主要在支氣管血管周?chē)托啬は路植?也可用作標(biāo)志本身。這些標(biāo)志集中的一個(gè)或多個(gè)也可識(shí)別對(duì)于特定疾病而言可能是缺失的和/或正常的特征。例如，繼續(xù)用以上的S-OIV例子，這種標(biāo)志可對(duì)應(yīng)于沒(méi)有縱隔淋巴結(jié)病、沒(méi)有胸膜或者心包積液、沒(méi)有馬賽克灌注模式的證據(jù)、沒(méi)有小葉中心結(jié)核或者樹(shù)芽征陰影、正常尺寸的支氣管氣道和壁，等等。由于因此識(shí)別出了不同的流感或者其他病毒的病毒株以及基于圖像的標(biāo)志，因而可以用新識(shí)別出的標(biāo)志來(lái)更新病毒標(biāo)志庫(kù)204。此外，當(dāng)稍后針對(duì)已經(jīng)在病毒標(biāo)志庫(kù)204中的病毒株識(shí)別出額外的(一個(gè)或多個(gè))標(biāo)志時(shí)，可以將該額外的(一個(gè)或多個(gè))標(biāo)志添加至先前存儲(chǔ)的標(biāo)志中。此外，也可以將先前存儲(chǔ)的(一個(gè)或多個(gè))標(biāo)志從病毒標(biāo)志庫(kù)204中刪除，例如，當(dāng)確定該標(biāo)志不反映病毒，對(duì)于所有病毒是相同時(shí)，等等。病毒算法庫(kù)206包括用于給數(shù)據(jù)分析器202使用的一個(gè)或多個(gè)處理算法。算法中的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于標(biāo)志庫(kù)204中的標(biāo)志。合適算法的例子包括但不限于，磨玻璃狀陰影的檢測(cè)/分割/分類(lèi)、氣道分割、基于模型的肺部/肺葉自動(dòng)分割、專(zhuān)用的和/或其他的算法。如前所述，數(shù)據(jù)分析器202也可以使用患者信息來(lái)分析成像數(shù)據(jù)?；颊咝畔?10包括各種信息，例如體征和/或癥狀(例 如，發(fā)熱、嗜睡、無(wú)食欲、咳嗽、流鼻涕、咽痛、惡心、嘔吐、腹瀉、充血、呼吸困難、出汗，等等)、生命體征(例如，體溫、血壓、心率、呼吸率，等等)，疼痛水平(例如，從1-10)、瞳孔尺寸、人口統(tǒng)計(jì)特征(例如，年齡、性別、種族，等等)、患者病史、家族病史、來(lái)自之前測(cè)試和/或研究的結(jié)論(例如，白血細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅血細(xì)胞計(jì)數(shù)、腰椎穿刺、血清化學(xué)、氧飽和度、肌酸酐、鼻咽拭子、流感快速抗原測(cè)試(針對(duì)季節(jié)性流感)、尿液測(cè)試、唾液測(cè)試、身體檢查、雙水平氣道正壓通氣(bipap)、心臟、呼吸和/或腸聲，等等)，等
坐寸ο患者信息210也可包括信息，例如居住的城市、患者雇主的位置、在過(guò)去一個(gè)月左右期間的經(jīng)常光顧的場(chǎng)所、學(xué)校的注冊(cè)記錄、會(huì)員資格，等等。這一信息可以用于確定與他人的個(gè)人接觸的可能性，并且他人中的一些可能已經(jīng)被感染，并且調(diào)整疾病的傳播。這種信息可另外地用于形成疾病傳播和/或傳播模式、點(diǎn)源暴露類(lèi)型的模型、以及在做出當(dāng)前個(gè)體的陽(yáng)性診斷的情況下用于識(shí)別可能要被通知的他人。數(shù)據(jù)分析器202也可以采用各種其他信息，例如但不限于，成像信息、非成像信息、體征、癥狀、診斷、對(duì)于其他患者的結(jié)果、本地的、地域性的、全國(guó)性的和/或國(guó)際性的統(tǒng)計(jì)分析、疾病特異性信息例如地理活動(dòng)性、人口統(tǒng)計(jì)學(xué)分布、嚴(yán)重性指數(shù)、拜訪健康護(hù)理提供者的頻率、住院治療、疾病導(dǎo)致的死亡比例，等等。這一信息中的一些可以從患者獲得。也可以經(jīng)由各種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)212電子地獲得以上信息中的一些，該數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)212例如但不限于，醫(yī)院、健康護(hù)理機(jī)構(gòu)、本地的、全國(guó)性的和/或聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)、疾病控制和預(yù)防中心(⑶C )、世界衛(wèi)生組織(WHO )、歐洲流感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(EI SN)、加拿大公共衛(wèi)生署、健康保護(hù)中心(香港)、中國(guó)疾病控制和預(yù)防中心、歐洲疾病預(yù)防和控制中心(ECDC)、健康保護(hù)署(HPA)(英國(guó))、公共衛(wèi)生研究所(IVS)(法國(guó))、國(guó)家衛(wèi)生研究所(ISS)(意大利)、羅伯特科赫研究所(德國(guó))、公共健康顧問(wèn)、傳染病情報(bào)部門(mén)，等等。病毒分類(lèi)器214將在數(shù)據(jù)分析器202的輸出信號(hào)中識(shí)別的病毒分類(lèi)。在一個(gè)實(shí)例中，該分類(lèi)器214將輸出信號(hào)分類(lèi)為對(duì)應(yīng)于來(lái)自預(yù)定病毒集的特定病毒。例如，病毒分類(lèi)器214可將流感病毒分類(lèi)為HlNl病毒。該分類(lèi)可包括指示基于該信號(hào)患者具有病毒的可能性(例如，從O到I (特定事件))或者概率的指示物。在另一實(shí)施例中，分類(lèi)器214可指示該信號(hào)很可能屬于來(lái)自病毒集的一個(gè)或多個(gè)病毒子集。在這一實(shí)例中，分類(lèi)器214可以提供在該子集中的一個(gè)或多個(gè)病毒的可能性。分類(lèi)器214也可以被配置為生成患者不具有特定病毒的可能性和/或指示其檢測(cè)到病毒，但是不能將其分類(lèi)的信號(hào)。在圖示實(shí)施例中，分類(lèi)器214采用各種算法來(lái)分類(lèi)信號(hào)，例如存儲(chǔ)在分類(lèi)算法庫(kù)216中的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。在一個(gè)實(shí)例中，分類(lèi)器214是采用固定算法的固定分類(lèi)器。在另一實(shí)例中，分類(lèi)器214是學(xué)習(xí)分類(lèi)器，其基于具有已知結(jié)果的測(cè)試案例和/或從其分類(lèi)結(jié)果的確認(rèn)和/或拒絕來(lái)動(dòng)態(tài)地更新算法。
合適的分類(lèi)器的例子包括但不限于，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、k鄰域、高斯分類(lèi)器、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、決策樹(shù)、代價(jià)函數(shù)、徑向基函數(shù)、隱馬爾可夫模型、線性分類(lèi)器、回歸分類(lèi)器、案例相似性搜索引擎、案例式推理系統(tǒng)、法則系統(tǒng)和/或其他分類(lèi)器。分類(lèi)器214的輸出以及通過(guò)檢測(cè)部件124獲得的各種信息可以經(jīng)由顯示器220呈現(xiàn)或者顯示，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備例如本地存儲(chǔ)器222，便攜式存儲(chǔ)器中以被進(jìn)一步處理，用于訓(xùn)練分類(lèi)器214，等等。如上所述，可以用圖像數(shù)據(jù)來(lái)顯示病毒的類(lèi)型和/或患者具有該病毒的可能性，并且可以強(qiáng)調(diào)和/或高亮其中發(fā)現(xiàn)了與病毒對(duì)應(yīng)的標(biāo)志和/或特征的圖像數(shù)據(jù)區(qū)域。該高亮和/或強(qiáng)調(diào)可以是通過(guò)色圖、覆蓋圖、文字、被分割的數(shù)據(jù)、區(qū)域的模型，等等。
分類(lèi)器214的輸出也可以通過(guò)傳輸部件226被傳送到檢測(cè)部件124的外部至各種通信設(shè)備和/或?qū)嶓w224和/或數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)212。傳輸部件226可以發(fā)送與疑似或者確診的診斷、圖像、特征相關(guān)的信息，和/或相關(guān)臨床信息返回以上提及的一個(gè)或多個(gè)來(lái)源(例如，本地的、全國(guó)性的、聯(lián)邦的、國(guó)際性的政府機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，等等)、疾病控制機(jī)構(gòu)、成像系統(tǒng)100、各個(gè)學(xué)?；蛘邔W(xué)校系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、健康護(hù)理機(jī)構(gòu)(例如，醫(yī)院)、體育賽事中心、首樂(lè)廳，等等。這種信息可以用于追蹤疾病的發(fā)生率、盛行率、傳播、嚴(yán)重性，等等，警告特定人群或者與其相關(guān)的健康或者政府機(jī)構(gòu)，等等。該信息也可以用于識(shí)別和確定地理位置的優(yōu)先順序，便于疫苗和/或健康護(hù)理工作者的分配，減少疾病的傳播，等等。如以下進(jìn)一步示出和論述地，檢測(cè)部件124的輸出也可提供給規(guī)劃部件126。圖3圖示了(圖I的病毒識(shí)別設(shè)備122的)示例規(guī)劃部件126。所圖示的規(guī)劃部件126包括圖像模態(tài)確定器302，其基于各種輸入來(lái)確定用于成像患者的合適的成像模態(tài)。這種輸入至少包括臨床體征和/或癥狀以及患者信息。如上所述，體征和/或癥狀的例子包括但不限于，發(fā)熱、嗜睡、無(wú)食欲、咳嗽、流鼻涕、咽痛、惡心、嘔吐、腹瀉、充血、呼吸困難、出汗、等等，并且患者信息的例子包括年齡、性別、種族，等等，患者病史、家族病史、患者成像史(例如，終身劑量，等等)，等等。其他輸入包括一個(gè)或多個(gè)初步診斷和/或一個(gè)或多個(gè)初步排除診斷、來(lái)自數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)212的數(shù)據(jù)、患者的先前掃描、相對(duì)于患者人口統(tǒng)計(jì)特征的成像模態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)、成像模態(tài)的可用性、對(duì)成像模態(tài)的訪問(wèn)、成像程序的花費(fèi)、患者攜帶病毒的可能性，等等。在已經(jīng)基于至少體征和/或癥狀來(lái)對(duì)患者成像的情況下，來(lái)自其的成像數(shù)據(jù)也可以用作輸入來(lái)確定是否推薦使用同一和/或不同的成像模態(tài)來(lái)對(duì)患者進(jìn)行后續(xù)掃描。在檢測(cè)部件124已經(jīng)確定病毒的可能性或者概率的情況下，(來(lái)自檢測(cè)部件124的)這一信息也可以用作輸入來(lái)確定是否推薦使用同一和/或不同的成像模態(tài)來(lái)對(duì)患者進(jìn)行后續(xù)掃描。至少基于以上信息，成像模態(tài)確定器302識(shí)別用于對(duì)患者成像的一個(gè)或多個(gè)成像模態(tài)。合適的成像模態(tài)包括但不限于，計(jì)算機(jī)斷層攝影(CO、X射線照相術(shù)、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)、超聲(US)和/或其他成像，例如微波、紅外、無(wú)線電波、聲波，等等。在于本文中論述的S-OIV例子的背景下，以上系統(tǒng)可以用于成像結(jié)構(gòu)改變、放射密度的改變、局域化炎癥、確定組織彈性，等等。以上的一種或多種成像技術(shù)也可以用于對(duì)來(lái)自另一成像模態(tài)和/或非成像研究的結(jié)論進(jìn)行補(bǔ)充或者增加。
在圖示的實(shí)施例中，圖像模態(tài)確定器302采用來(lái)自規(guī)則庫(kù)304的規(guī)則以便于識(shí)別對(duì)于患者而言合適的成像模態(tài)。舉例來(lái)說(shuō)，針對(duì)S-OIV的一個(gè)規(guī)則可指示對(duì)于具有輕微癥狀的兒童而言，給該患者推薦胸部X射線。針對(duì)S-OIV的另一規(guī)則可指示對(duì)于具有更嚴(yán)重癥狀的人而言，給該患者推薦低劑量或者常規(guī)胸部CT。另一規(guī)則可考慮到疾病可能優(yōu)先影響特定的人群，并且因而用減少輻射劑量的檢測(cè)以均衡足夠的圖像質(zhì)量。這些規(guī)則中的一個(gè)或多個(gè)也可推薦基于非成像的測(cè)試。另一規(guī)則可推薦不對(duì)患者成像。在本文中也預(yù)期其他規(guī)則?？梢砸圆煌绞絹?lái)生成規(guī)則庫(kù)304中的規(guī)則。例如，在一個(gè)實(shí)例中，基于先前的患者研究、文獻(xiàn)、理論研究、疾病控制機(jī)構(gòu)、臨床醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)和/或其他方面來(lái)生成至少一個(gè)規(guī)則。也可以修改規(guī)則庫(kù)304中的規(guī)則以將最新結(jié)論并入規(guī)則庫(kù)304，和/或從規(guī)則庫(kù)304中刪除該規(guī)則。成像協(xié)議確定器306基于所推薦的成像模態(tài)和各種信息來(lái)確定合適的協(xié)議和協(xié)議參數(shù)。在一個(gè)實(shí)例中，該信息包括一個(gè)或多個(gè)協(xié)議參數(shù)策略310,例如福射劑量策略、造影劑策略和/或存儲(chǔ)在策略庫(kù)308或者其他存儲(chǔ)設(shè)備中的其他策略。這種策略可便于基于各種劑量、造影劑和/或其他預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)針對(duì)患者形成具有合適掃描參數(shù)的掃描協(xié)議。在一個(gè)實(shí)例中,這包括針對(duì)協(xié)議的不滿(mǎn)足患者預(yù)定掃描參數(shù)策略的至少一個(gè)參數(shù)的替代參數(shù)用滿(mǎn)足策略的掃描參數(shù)進(jìn)行替代和/或建議/推薦。在于2009年10月22日提交的，名稱(chēng)為“Scan Parameter Policy, ”的專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)61/253，880中描述了策略和采用策略的例子，通過(guò)引用將其全部并入本文中。一旦規(guī)劃部件126確定了成像模態(tài)和成像協(xié)議，規(guī)劃部件126輸出指示其的信號(hào)。在圖示的實(shí)施例中，將該信號(hào)提供給成像系統(tǒng)100的控制臺(tái)120，并且用于掃描患者。在其他實(shí)施例中，將該信號(hào)提供給一個(gè)或多個(gè)其他成像系統(tǒng)、呈現(xiàn)在顯示器上從而臨床醫(yī)生可以查看、接受、確認(rèn)、拒絕、改變等等該建議，等等。應(yīng)意識(shí)到，在一個(gè)實(shí)例中，該信號(hào)可指示具有單一成像模態(tài)的單一掃描。在另一實(shí)例中，該信號(hào)指示具有單一成像模態(tài)或者使用多個(gè)不同的成像系統(tǒng)的系列掃描。圖4圖示了用于檢測(cè)和確定患者具有特定病毒例如S-OIV的可能性的方法。也應(yīng)意識(shí)到所描述的動(dòng)作是出于說(shuō)明性目的而不是限制性的。例如，另一合適的方法可包括差不多的動(dòng)作，包括不同的動(dòng)作。此外，一個(gè)或多個(gè)方法的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作可以以與所列出的次序不同地發(fā)生。在402，針對(duì)患者確定臨床體征和/或癥狀。可以以不同的方式來(lái)確定該體征和/或癥狀。例如，可以詢(xún)問(wèn)患者各種問(wèn)題，如他們有多疼、哪里疼、他們有這種感覺(jué)多長(zhǎng)時(shí)間了，等等。可以使用適當(dāng)?shù)尼t(yī)療器具或者設(shè)備來(lái)確定其他信息，例如體溫、血氧飽和、ECG，等等。可以經(jīng)由視頻或者圖像記錄設(shè)備(例如，便攜式攝像機(jī)、照相機(jī)，等等)來(lái)觀察或者捕獲其他信息，例如患者的臉色、瞳孔放大、排汗率或者排汗量，等等?？梢詮臄?shù)據(jù)庫(kù)檢索仍其他信息。在404，可以獲得患者信息，例如病史、家族病史、人口統(tǒng)計(jì)特征等等。可以從電子數(shù)據(jù)庫(kù)、患者和/或其他來(lái)源檢索這種信息。在另一實(shí)例中，可以省略動(dòng)作404。在406，也可以從諸如政府機(jī)構(gòu)、疾病控制實(shí)體、醫(yī)院等等的來(lái)源獲得各種病毒相關(guān)信息。在另一實(shí)例中，可以省略動(dòng)作406。在408，將體征、癥狀、患者信息、病毒信息和/或其他信息用于針對(duì)患者識(shí)別和推薦合適的醫(yī)學(xué)程序。例如，這一信息可以用于確定是否應(yīng)當(dāng)掃描患者，以及掃描類(lèi)型，例如X射線系統(tǒng)、CT掃描器或者其他醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)。在410，當(dāng)確定應(yīng)當(dāng)掃描患者時(shí)，針對(duì)選定的(一個(gè)或多個(gè))成像模態(tài)來(lái)確定和推薦協(xié)議以及協(xié)議參數(shù)?？梢曰谠诒疚闹姓撌龅母鞣N信息，包括但不限于體征、癥狀、患者信息、疾病信息、成像策略和/或其他信息來(lái)選擇該協(xié)議和參數(shù)。可以附加地或者可選地經(jīng)由臨床醫(yī)生或者其他經(jīng)授權(quán)人員來(lái)交互地實(shí)現(xiàn)動(dòng)作408和/或410。在412，使用推薦的協(xié)議和參數(shù)來(lái)掃描患者。當(dāng)然，臨床醫(yī)生可以使用不同的成像模態(tài)、協(xié)議和/或協(xié)議參數(shù)。在414，如本文中所論述的針對(duì)感興趣的病毒使用相應(yīng)算法并基于各種信息來(lái)分析成像數(shù)據(jù)。這種信息包括但不限于，與病毒相關(guān)的預(yù)定特征和/或標(biāo)志、體征和/或癥狀、患者信息、來(lái)自各種來(lái)源的病毒信息和/或其他信息。該分析包括生成指示該結(jié)果的信號(hào)。在416，將分析的結(jié)果分類(lèi)。這種分類(lèi)可包括采用機(jī)器學(xué)習(xí)或者其他技術(shù)來(lái)基于分析的結(jié)果確定患者具有一個(gè)或多個(gè)特定病毒的(一個(gè)或多個(gè))可能性。在418，如本文中所論述地將結(jié)果(例如，該分析的輸出、該可能性，等等)提供給一個(gè)或多個(gè)實(shí)體，例如政府機(jī)構(gòu)、病毒控制中心，等等。其他信息包括但不限于，圖像數(shù)據(jù)、檢測(cè)部件124所使用的輸入和/或可以與該結(jié)果同時(shí)或連續(xù)地提供的其他信息。此外，這種信息也可以被存儲(chǔ)在本地和/或遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器中，經(jīng)由顯示器呈現(xiàn)、被傳送至另一設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī)、手機(jī)、監(jiān)測(cè)站，等等)，被進(jìn)一步處理，等等。以上可通過(guò)計(jì)算機(jī)可讀指令的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀指令被(一個(gè)或多個(gè))計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行時(shí)，其使得該(一個(gè)或多個(gè))處理器實(shí)現(xiàn)以上描述的動(dòng)作。在這種情況下，該指令被存儲(chǔ)在與相關(guān)計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)或者另外地可通過(guò)相關(guān)計(jì)算機(jī)來(lái)訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。在本文中已經(jīng)參考各種實(shí)施例來(lái)描述了本發(fā)明。他人當(dāng)閱讀了本文中的描述時(shí)可想到修改和變型。本發(fā)明旨在被解釋為包括所有的這種修改和變型，只要它們落在所附權(quán) 利要求或者其等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于至少基于成像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)患者中的病毒的方法，包括 用成像設(shè)備掃描所述患者的感興趣區(qū)域，并且生成指示所述感興趣區(qū)域的成像數(shù)據(jù)；基于對(duì)應(yīng)于所述病毒的預(yù)定可成像標(biāo)志集，經(jīng)由處理器來(lái)識(shí)別所述圖像數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)于所述病毒的至少一個(gè)標(biāo)志； 基于所識(shí)別的標(biāo)志和分類(lèi)規(guī)則集，經(jīng)由所述處理器來(lái)將所述病毒分類(lèi)為所述病毒的特定病毒株；以及 生成指示所述特定病毒株的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述病毒是流感病毒。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述病毒株是HlNl病毒株。
4.如權(quán)利要求I至3中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 電子地傳送所述信號(hào)至政府機(jī)構(gòu)、疾病控制機(jī)構(gòu)、健康護(hù)理設(shè)施、學(xué)校、學(xué)校系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、體育賽事設(shè)施、音樂(lè)廳、成像設(shè)備，等等中的至少一個(gè)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述信號(hào)便于確定疫苗或者健康護(hù)理工作者中的至少一個(gè)在地理位置中的分配的優(yōu)先順序。
6.如權(quán)利要求4至5中任意一項(xiàng)所述的方法,其中,所述信號(hào)便于對(duì)病毒傳播模式、所述病毒的來(lái)源區(qū)域或者鑒于所述分類(lèi)識(shí)別要通知的人群中的至少一個(gè)進(jìn)行建模。
7.如權(quán)利要求I至6中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 生成所述病毒是所述特定病毒株的可能性或者概率。
8.如權(quán)利要求I至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述預(yù)定標(biāo)志集包括至少一個(gè)標(biāo)志，所述標(biāo)志在所述圖像數(shù)據(jù)中的存在指示病毒感染。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述預(yù)定標(biāo)志集包括斑片狀磨玻璃樣陰影、肺門(mén)腫大、肺充氣減少、基底間質(zhì)硬化、軸向間質(zhì)硬化、基部肺泡硬化、或者軸向肺泡硬化中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求I至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述預(yù)定標(biāo)志集包括至少一個(gè)標(biāo)志，所述標(biāo)志在所述圖像數(shù)據(jù)中的缺乏或者常態(tài)指示病毒感染。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述預(yù)定標(biāo)志集包括沒(méi)有縱隔淋巴結(jié)病、胸膜積液、心包積液、馬賽克灌注模式、小葉中心結(jié)核、樹(shù)芽征陰影、正常尺寸支氣管氣道、或者正常尺寸支氣管壁中的至少一個(gè)。
12.如權(quán)利要求I至11中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述識(shí)別動(dòng)作還包括基于患者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征、來(lái)自其他測(cè)試的結(jié)論、嚴(yán)重性指數(shù)、拜訪健康護(hù)理提供者的頻率、住院治療、病毒疾病導(dǎo)致的死亡比例、或者來(lái)自健康信息數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)的信息中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)識(shí)別所述至少一個(gè)標(biāo)志。
13.如權(quán)利要求I至12中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 與所述圖像數(shù)據(jù)同時(shí)地呈現(xiàn)所述信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括 圖形化地高亮所述圖像數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于所識(shí)別的標(biāo)志的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域。
15.如權(quán)利要求I至14中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 至少部分基于所述患者的癥狀，經(jīng)由所述處理器來(lái)確定所述患者很可能具有所述病毒；至少部分基于患者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，經(jīng)由所述處理器來(lái)識(shí)別掃描所述患者的成像模態(tài)；以及 采用所識(shí)別的成像模態(tài)來(lái)掃描所述患者的胸部區(qū)域。
16.如權(quán)利要求15所述的方法,還包括 至少部分基于患者病史、家族病史、或者成像協(xié)議策略中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)識(shí)別該成像模態(tài)。
17.—種系統(tǒng),包括 基于成像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)患者中的病毒的病毒檢測(cè)設(shè)備(122)，所述病毒檢測(cè)設(shè)備(122)，包括 具有處理器的數(shù)據(jù)分析器(202)，其分析所述圖像數(shù)據(jù)并且基于對(duì)應(yīng)于所述病毒的預(yù) 定特征集來(lái)識(shí)別所述圖像數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)于所述病毒的至少一個(gè)特征；以及 具有處理器的病毒分類(lèi)器(214)，其基于所述特征來(lái)將所述病毒分類(lèi)為所識(shí)別病毒的特定病毒株并生成指示所述特定病毒株的信號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述病毒是流感病毒，并且所述病毒株是HlNl病毒株。
19.如權(quán)利要求17至18中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括 傳輸部件(226 )，其將所述信號(hào)電子地傳輸至位于遠(yuǎn)離所述系統(tǒng)的至少一個(gè)接收者。
20.如權(quán)利要求17至19中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括 分類(lèi)算法庫(kù)(216)，其包括將所識(shí)別的至少一個(gè)特征映射到病毒類(lèi)型的分類(lèi)算法集，并且其中，所述病毒分類(lèi)器(214)至少部分基于所述分類(lèi)算法集來(lái)將所述病毒分類(lèi)為所述病毒的特定病毒類(lèi)型。
21.如權(quán)利要求17至20中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定特征集包括第一特征或第二特征中的一個(gè)或者多個(gè)，所述第一特征在所述圖像數(shù)據(jù)中的存在指示流感病毒感染，所述第二特征在所述圖像數(shù)據(jù)中的缺乏或者常態(tài)指示流感病毒感染。
22.如權(quán)利要求17至21中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括 成像模態(tài)確定器(302)，其至少部分基于患者癥狀來(lái)識(shí)別用于掃描所述患者的成像模態(tài)，其中，所述數(shù)據(jù)分析器(202)分析的所述成像數(shù)據(jù)是通過(guò)所識(shí)別的成像模態(tài)來(lái)生成的。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述成像模態(tài)確定器(302)基于患者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征、所述患者的先前掃描、相對(duì)于患者人口統(tǒng)計(jì)特征的所述成像模態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)、所述成像模態(tài)的可用性、對(duì)所述成像模態(tài)的訪問(wèn)、成像程序的花費(fèi)、或者那一患者具有所述病毒的可能性中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)識(shí)別所述成像模態(tài)。
24.一種包括指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)所述指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，其使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下動(dòng)作 掃描患者的感興趣區(qū)域并且生成指示所述感興趣區(qū)域的成像數(shù)據(jù)； 基于所述成像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)所述患者中病毒感染的存在；以及 將所述感染分類(lèi)為所述病毒的特定病毒株。
25.如權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，還包括當(dāng)被所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下動(dòng)作的指令 生成指示所述分類(lèi)的信號(hào)；以及將所述信號(hào)電子地傳輸至遠(yuǎn)離所述計(jì)算機(jī)的至少一 個(gè)實(shí)體。
全文摘要
一種用于基于成像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)患者中的病毒的方法，包括用成像設(shè)備掃描所述患者的感興趣區(qū)域，并且生成指示所述感興趣區(qū)域的成像數(shù)據(jù)，基于所識(shí)別的至少一個(gè)標(biāo)志和對(duì)應(yīng)于所述病毒的預(yù)定可成像標(biāo)志集來(lái)識(shí)別在所述圖像數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)于所述病毒的至少一個(gè)標(biāo)志，基于分類(lèi)規(guī)則集來(lái)將所述病毒分類(lèi)為所述病毒的特定病毒株，以及生成指示所述特定病毒株的信號(hào)。所述方法任選地包括生成指示所述分類(lèi)的信號(hào)并且將所述信號(hào)電子地傳送至至少一個(gè)實(shí)體。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102665562SQ201080051810
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者M·E·奧爾謝夫斯基, M·J·沃克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司