用于识别癌变组织的系统和方法技术方案

一种系统和方法，用于识别对象的一区域的特性，诸如一区域是否为癌变的，其包括超声成像设备，所述超声成像设备用于在第一和第二时间段期间从对象的一区域采集时间系列数据的第一集合和第二集合。所述系统包括比较设备(120)，所述比较设备接收时间系列数据的第一集合(116)和第二集合(116)并且计算在一个或多个特征处的所述第一集合与所述第二集合之间的差分数据。处理设备(130)接收差分数据并且将所述差分数据输入到分类器(132)中，所述分类器是利用从多个参考对象中的相同区域获得的关于所述一个或多个特征的参考差分数据来训练的。确定设备(136)被配置为基于来自所述分类器的输出来确定所述区域是否包含所述特性。

Systems and methods used to identify cancerous tissues

A system and method for characteristics of a regional recognition object, such as whether it is cancer, including ultrasound imaging equipment, the ultrasound imaging equipment used in the first and second time period time series data acquisition from one area of the object of the first and second sets. The system includes a comparison device (120), the comparison device receives the first set (116) and the second set (116) of the time series data, and calculates the differential data between the first set and the second set at one or more features. The processing device (130) receives differential data and inputs the differential data to the classifier (132). The classifier is trained by using the reference differential data obtained from the same area of multiple reference objects on the one or more features. It is determined that the device (136) is configured to determine whether the region contains the characteristic based on the output from the classifier.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别癌变组织的系统和方法
本公开涉及诊断系统和方法，并且尤其涉及用于识别癌变组织的系统和方法以及用于诊断处置的方法。
技术介绍
已经开发了许多诊断流程来识别癌变组织。关于前列腺癌，最流行的诊断流程包括针对生物标记前列腺特异性抗原(PSA)的测试和直肠指检。如果这些诊断流程的结果指示潜在的前列腺癌，那么执行活检以确认癌变组织的存在。遗憾地是，PSA具有低特异性，这会产生高水平的假阳性。由于对PSA测试的使用日益增加，在对前列腺癌的诊断中已经存在过度诊断率的稳定上升，其中，过度诊断率被估计为高达50％。由于PSA测量结果的低特异性和/或已知诊断成像技术的低预测价值的过度处置导致不必要的处置流程以及与这样的流程相关联的可能并发症。过度处置会对经历来自这些处置的副作用的人强加显著的医疗收费。最近，已经存在将多参数磁共振成像(mpMRI)用于对前列腺癌的诊断的重大兴趣。mpMRI提供若干磁共振成像(MRI)测试的组合，所述磁共振成像测试诸如是动态对比增强的MRI、质子磁共振波谱成像、以及弥散加权的MRI。质子磁共振波谱成像提供代谢信息。弥散加权的MRI显示细胞外水分子的布朗运动。动态对比增强的MRI对组织血管进行可视化。由mpMRI提供的解剖学信息、生物学信息、代谢信息和功能动态信息的组合已经表明改善了前列腺癌检测准确度。更具体而言，已经表明，针对直径大于1.0cm的肿瘤病灶，使用mpMRI对前列腺癌检测的准确度、灵敏度和阳性预测值分别是79.8％、85.3％和92.6％。然而，针对小于1.0cm的肿瘤病灶，使用mpMRI对前列腺癌检测的准确度、灵敏度和阳性预测值下降到24.2％、26.2％和75.9％。在常规诊断方法下，如果患者呈现上升的PSA而不管阴性活检结果，则患者被送回以进行重新活检。尽管多参数MRI在识别被怀疑为癌症的区域的过程中是有用的，但是分辨率低并且不能够做出明确的诊断，尤其是对于较小的肿瘤。另外，多参数MRI是非常昂贵的，并且流程的工作流是相当复杂的。因此，针对重新活检情况的额外的mpMRI强加相当显著的成本并且可能提供不准确的结果。对癌症的基于超声的成像在本领域中是公知的。例如，MR经直肠超声引导的靶向活检常常被用于识别前列腺中的癌变组织。尽管常规B模式超声已经被用于对肿瘤进行可视化，但是该类型的超声对于所有类型的肿瘤并不都是非常可靠的，因为许多肿瘤的回波反射性与周围正常组织的回波反射性相似，并且难以在B模式图像上辨别。最近的研究已经表明，将射频(RF)超声时间系列数据用于前列腺癌检测可以展现优于B模式超声的改进。
技术实现思路
根据本原理，一种用于识别对象中的癌变区域的系统包括超声成像设备。所述超声成像设备被配置为在第一时间段期间从对象的一区域采集时间系列数据的第一集合并且在第二时间段期间采集时间系列数据的第二集合。所述系统也包括比较设备，所述比较设备被配置为接收时间系列数据的第一集合和第二集合，并且计算在一个或多个特征处的时间系列数据的第一集合与第二集合之间的差分数据。处理设备被配置为接收差分数据，并且将所述差分数据输入到分类器中，所述分类器是利用从多个参考对象中的相同区域获得的关于所述一个或多个特征的参考差分数据来训练的。所述参考差分数据还包括基于组织的组织病理学对组织类型是癌变或是良性的识别。确定设备被配置为基于来自分类器的输出来确定所述区域是否为癌变的。在另一实施例中，一种用于识别对象中的癌变组织的系统包括工作站。所述工作站包括一个或多个处理器、存储器和接口。成像设备被配置为在第一时间段期间从对象的一区域采集时间系列数据的第一集合并且在第二时间段期间采集时间系列数据的第二集合。所述工作站还包括比较模块，所述比较模块被配置为接收时间系列数据的第一集合和第二集合，并且计算在一个或多个特征处的时间系列数据的第一集合与第二集合之间的差分数据。处理模块被配置为接收差分数据，并且将差分数据输入到分类器中，所述分类器是利用从多个参考对象中的相同区域获得的关于所述一个或多个特征的参考差分数据来训练的。所述参考差分数据还包括基于组织的组织病理学对组织类型是癌变或是良性的识别。确定设备被配置为基于来自分类器的输出来确定所述区域是否为癌变的。在另一实施例中，一种用于识别对象的一区域的特性的方法包括以下步骤：在第一时间段期间从对象的一区域采集时间系列数据的第一集合并且在第二时间段期间从超声成像设备采集时间系列数据的第二集合。在一个或多个特征处计算时间系列数据的第一集合与第二集合之间的差分数据。所述差分数据被输入到分类器中，所述分类器是利用从多个参考对象中的相同区域获得的关于所述一个或多个特征的参考差分数据来训练的。所述参考差分数据还包括关于所述区域的特性的基础标准(groundtruth)。所述区域的特性是基于来自所述分类器的输出来确定的。根据下文中对要结合附图来阅读的例示性实施例的详细描述，本公开的这些和其他目标、特征和优点将变得显而易见。附图说明本公开将参考以下附图来详细介绍对优选实施例的以下描述，在附图中：图1是示出了根据一个例示性实施例的用于识别癌变组织的系统的框图/流程图；图2是示出了根据第二例示性实施例的用于识别癌变组织的系统的框图/流程图；图3是示出了用于识别癌变组织的方法的流程图；并且图4是示出了用于对象的诊断处置的方法的流程图。具体实施方式根据本原理，提供了一种用于识别对象中的癌变区域的系统，其利用来自从对象采集的时间系列数据的差分数据以及包括参考差分数据和基于组织病理学的基础标准的分类器。所述系统包括超声成像设备，所述超声成像设备被配置为在第一时间段期间从对象的一区域采集时间系列数据的第一集合并且在第二时间段期间采集时间系列数据的第二集合。所述系统也包括比较设备，所述比较设备被配置为接收时间系列数据的第一集合和第二集合，并且计算在一个或多个特征处的时间系列数据的第一集合与第二集合之间的差分数据。处理设备被配置为接收所述差分数据，并且将所述差分数据输入到分类器中，所述分类器是利用从多个参考对象中的相同区域获得的关于所述一个或多个特征的参考差分数据来训练的。所述参考差分数据还包括基于组织的组织病理学对组织类型是癌变或是良性的识别。确定设备被配置为基于来自所述分类器的输出来确定所述区域是否为癌变的。所述系统提供对癌变组织或肿瘤的经改进的检测，并且与mpMRI相比，是具有成本效益，具有较不复杂的工作流。所述系统扩增由第一靶向活检提供的诊断，并且可以避免针对重新活检情况的额外mpMRI的需要。应当理解，将关于医学诊断系统来描述本专利技术。然而，本专利技术的教导要更宽泛得多，并且在一些实施例中，本原理被用于定量地评价复杂生物学或机械系统。此外，尽管可以特别地关于对前列腺癌的检测来描述本专利技术，但是本原理能应用于对诸如肺、肝、脑、子宫、胃肠道、排泄器官、血管等的身体的所有区中以及任何其他固体器官组织、肿瘤组织和身体的均质或不均质增强结构中的生物学系统的内部评价流程。在附图中所描绘的元件能够以硬件与软件的各种组合来实施，并提供可以被组合在单个元件或多个元件中的功能。能够通过使用专用硬件以及与适当软件相关联的能够执行软件的硬件来提供附图中所示的各种元件的功能。当由处理器提供时，能够由单个专用处理器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于识别对象中的癌变区域的系统，包括：超声成像设备(110)，其被配置为在第一时间段期间从对象的一区域采集时间系列数据的第一集合并且在第二时间段期间采集时间系列数据的第二集合；比较设备(120)，其被配置为接收时间系列数据的第一集合和第二集合，并且计算在一个或多个特征处的时间系列数据的所述第一集合与所述第二集合之间的差分数据；处理设备(130)，其被配置为接收所述差分数据，并且将所述差分数据输入到分类器中，所述分类器是利用从多个参考对象中的相同区域获得的关于所述一个或多个特征的参考差分数据来训练的，所述参考差分数据还包括基于组织的组织病理学对组织类型是癌变或是良性的识别；以及确定设备(136)，其被配置为基于来自所述分类器的输出来确定所述区域是否为癌变的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.12 US 62/174,5541.一种用于识别对象中的癌变区域的系统，包括：超声成像设备(110)，其被配置为在第一时间段期间从对象的一区域采集时间系列数据的第一集合并且在第二时间段期间采集时间系列数据的第二集合；比较设备(120)，其被配置为接收时间系列数据的第一集合和第二集合，并且计算在一个或多个特征处的时间系列数据的所述第一集合与所述第二集合之间的差分数据；处理设备(130)，其被配置为接收所述差分数据，并且将所述差分数据输入到分类器中，所述分类器是利用从多个参考对象中的相同区域获得的关于所述一个或多个特征的参考差分数据来训练的，所述参考差分数据还包括基于组织的组织病理学对组织类型是癌变或是良性的识别；以及确定设备(136)，其被配置为基于来自所述分类器的输出来确定所述区域是否为癌变的。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述超声成像设备(110)包括射频超声成像设备。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述超声成像设备(110)被配置为在固定位置处采集时间系列数据的所述第一集合和所述第二集合。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述超声成像设备(110)被配置为在若干秒至若干分钟的扫描的过程中采集时间系列数据的所述第一集合和所述第二集合。5.根据权利要求1所述的系统，还包括存储设备(117)，所述存储设备被配置为接收和存储时间系列数据的所述第一集合和所述第二集合。6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述比较设备(120)被配置为计算的所述差分数据包括在一个或多个特征处的时间系列数据的所述第一集合的RF信号与所述第二集合的RF信号之间的差异。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述特征包括谱特征或小波特征。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述特征是从所述参考差分数据提取的。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述确定设备(136)被配置为生成关于是否需要针对所述对象的重新活检或主动监管的确定。10.一种用于识别对象中的癌变区域的系统，包括：成像设备(110)，其被配置为在第一时间段期间从对象的一区域采集时间系列数据的第一集合并且在第二时间段期间采集时间系列数据的第二集合；以及工作站(101)，其包括：一个或多个处理器(107)、存储器(108)和接口(111)；比较模块(124)，所述比较模块被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·塔赫玛塞比马拉古奥施，P·阿博尔马苏米，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，不列颠哥伦比亚大学，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL