医学图像中的病变的定量方面制造技术

一种系统(100)包括分割器(130)和定量工具(140)。所述分割器在医学图像(104)中分割病变(102)。所述定量工具(140)根据参数集合来对经分割的病变的方面进行定量，其中，经定量的方面包括毛刺化、异质性、血管化或其组合。

Quantitative aspects of pathological changes in medical images

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】医学图像中的病变的定量方面
下文总体上涉及医学图像中的异常生长或病变的可定量方面(例如，计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)、超声(US)等)，并且更具体地涉及对病变的成像方面(例如，毛刺化、异质性和/或血管化)进行定量。
技术介绍
病变(例如，肺结节或肿瘤)是体内的一种物质，其在医学图像中的存在指示疾病(例如，癌症)。常规地，能够定性地描述病变的方面，例如，毛刺化和/或血管化。病变的定性方面通常用相对程度(例如，高度或较差，非常或很少等)来描述。毛刺化病变是表面有毛刺或点状物的组织，它提示可能有恶性肿瘤但不能诊断为恶性肿瘤。高血管化病变或低血管化病变是指肿瘤的血液供应程度。血液能够为肿瘤提供营养，这是肿瘤生长和/或运输(例如，转移)的考虑因素。在许多类型的癌症中都注意到肿瘤组织的(例如密度的)异质性或不均匀性。常规实践是通过计算的熵来测量肿瘤的异质性，熵是组织发病的唯一度量。
技术实现思路
本文描述的方面解决了上述问题和其他问题。下面描述了用于对医学图像中存在的病变的方面(例如，毛刺化、血管化、异质性及其组合)进行定量的系统和方法的实施例。经定量的方面使用经分割的病变的计算的测量结果，该测量结果具有能够包括个体评分的结果或者具有更大的粒度、特征向量。所计算的测量结果包括参数，该参数能够被改变以精确识别医学图像中的病变的特征。在一些情况下，参数灵活性和计算高效性提供了使用经定量的方面来确定诊断值或预测值的特征的有效研究工具。在一个方面中，一种系统包括分割器和定量工具。所述分割器在医学图像中分割病变。所述定量工具根据参数集合来对经分割的病变的方面进行定量，其中，经定量的方面包括毛刺化、异质性、血管化，以及其组合。在另一方面中，一种方法包括：在医学图像中分割病变；并且根据参数集合来对经分割的病变的方面进行定量，其中，经定量的方面包括毛刺化、异质性、血管化，以及其组合。在另一方面中，一种承载指令的非瞬态计算机可读存储介质控制一个或多个处理器以执行以下操作：在医学图像中分割病变；并且根据参数集合来对经分割的病变的方面进行定量，其中，经定量的方面包括毛刺化、异质性、血管化，以及其组合。参考下文描述的(一个或多个)实施例，本专利技术的这些方面和其他方面将是明显的并且得到阐明。附图说明本专利技术可以采用各种部件和各种部件的布置，以及各个步骤和各个步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不应被解释为对本专利技术的限制。图1示意性地图示了用于对医学图像中的病变的方面进行定量的系统的实施例。图2图示了具有用于对毛刺化进行定量的片块的、显示的分割病变的示例。图3图示了非毛刺化片块评分和毛刺化片块评分的示例。图4图示了两个不同的模拟分割病变的双边迭代滤波的曲线图的示例。图5图示了两个不同的模拟分割病变的双边迭代滤波的曲线图的示例。图6图示了具有内部尺寸轮廓和外部尺寸轮廓的示例性分割病变轮廓。图7图示了针对具有三个不同血管化的模拟病变的联合熵的示例性直方图。图8用流程图图示了用于对医学图像中的病变的方面进行定量的方法的实施例。图9用流程图图示了用于对医学图像中的病变的毛刺化进行定量的方法的实施例。图10用流程图图示了用于对医学图像中的病变的异质性进行定量的方法的实施例。图11用流程图图示了用于对医学图像中的病变的血管化进行定量的方法的实施例。具体实施方式参考图1，示意性地图示了用于对医学图像104中的病变102的方面进行定量的系统100的实施例。医学图像104由医学成像设备106(例如，CT扫描器、MR扫描器、US设备等)生成。医学图像104表示患者(未示出)的解剖结构的部分，包括一个或多个病变102。能够在扫描患者之后直接从医学成像设备106接收所生成的医学图像104，也可以从存储子系统108(例如，图片存档与通信系统(PACS)、放射科信息系统(RIS)、电子病历(EMR)、医院信息系统(HIS)等接收所生成的医学图像104。医学图像104能够是二维(2D)、三维(3D)的图像切片、视频帧、其组合等。医学图像104由计算设备110(例如，医学成像设备106的控制台、工作站、服务器、膝上型计算机、平板电脑、身体穿戴式计算设备、智能电话、分布式计算设备、其组合等)接收。计算设备110经由网络112被通信地连接到医学成像设备106和/或存储子系统108，网络112能够是公共的或私有的，有线的或无线的，数据的或蜂窝的，其组合等。分割器130分割医学图像104中的病变102。分割病变能够由2D轮廓线或3D表面(例如，网格)来表示。分割器130使用已知的技术来分割病变102，例如，聚类、边缘检测、区域生长、图形分割、分界线、基于模型等。能够响应于接收到医学图像130而调用分割器130，或者响应于来自输入设备132的输入来手动调用分割器130，该输入识别在显示设备134上的医学图像104的显示中的病变102的至少部分。定量器工具140对分割病变102的方面进行定量，包括单个评分或值的结果142和/或使用参数集合Pi(其中，i≥2)计算的特征向量集合。结果142能够被显示在显示设备134上并且/或者能够被存储在非瞬态计算机存储器144中。在一些情况下，结果142提供对定性测量和/或单个评分的常规实践的进一步研究。定量器工具140包括毛刺化定量器150、异质性定量器152或血管化定量器154中的至少一个。定量器工具140能够响应于病变102的分割完成而被调用，或者能够利用来自输入设备132的输入而被手动调用。同样，能够类似地调用毛刺化定量器150、异质性定量器152和/或血管化定量器154。毛刺化定量器150、异质性定量器152和/或血管化定量器154能够被独立调用或以不同的组合进行调用。例如，系统或用户参数能够用于自动调用毛刺化定量器150、异质性定量器152和/或血管化定量器154中的每个。该系统或用户参数能够包括医学图像104的元数据中的基础，例如，DICOM标头中的解剖结构。例如，利用在DICOM标头中包括肺解剖结构的医学图像104，在病变102的分割完成时自动调用毛刺化定量器150和血管化定量器154，而对于大于阈值体积或面积的病变102则手动调用或调用异质性定量器152。用户接口160配置显示器并接收来自系统的输入设备132的输入或用户参数，定量器150、152、154中每个的参数，医学图像104的显示，(一个或多个)结果142，用于手动分割的输入，用于调用定量器工具或个体定量器的输入等。输入设备132由键盘、鼠标、麦克风等来适当实施。显示设备134由计算机显示器、智能电话显示器、投影仪、身体穿戴式显示器等来适当实施。能够基于协议、用户偏好、手动选择或其组合来选择调用毛刺化定量器150、异质性定量器152和/或血管化定量器154中的哪个和/或显示(一个或多个)对应的结果142中的哪个。例如，针对为正在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统(100)，包括：/n分割器(130)，其被配置为在医学图像(104)中分割病变(102)；以及/n定量工具(140)，其被配置为根据参数集合来对经分割的病变的方面进行定量，其中，经定量的方面包括选自包括以下各项的组中的至少一项：毛刺化、异质性，以及血管化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170602 US 62/514,0461.一种系统(100)，包括：
分割器(130)，其被配置为在医学图像(104)中分割病变(102)；以及
定量工具(140)，其被配置为根据参数集合来对经分割的病变的方面进行定量，其中，经定量的方面包括选自包括以下各项的组中的至少一项：毛刺化、异质性，以及血管化。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述经定量的方面是基于选自包括以下各项的组中的至少一项来选择的：协议、用户偏好，以及手动选择。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定量工具包括毛刺化定量器(150)，所述毛刺化定量器被配置为：
生成直线形片块(210)，所述直线形片块沿着所述经分割的病变的经分割的轮廓(212)等距间隔开且正交于所述经分割的病变的所述经分割的轮廓，其中，所述片块的中心线与所述经分割的轮廓相切；并且
根据沿着每个片块内的平行于所述经分割的轮廓的切线的每条线采样的、与对应的拟合线的差异为预定阈值的多个体素来计算毛刺化评分。


4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述毛刺化定量器还被配置为返回结果，所述结果包括选自包括以下各项的组中的至少一项：
包括针对每个片块的每条线的毛刺化评分的总和的毛刺化评分；
包括具有所述片块的尺寸的向量集合的毛刺化评分；
包括具有所述片块的尺寸的向量集合的毛刺化评分和个体片块毛刺化评分；以及
包括具有所述片块的尺寸的向量集合的毛刺化评分和个体片块的个体线毛刺化评分。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定量工具包括异质性定量器(152)，所述异质性定量器被配置为：
使用选自双侧滤波器和多侧滤波器的组中的至少一个来对所述经分割的病变内的体素进行迭代的滤波；并且
利用每次迭代来计算针对经滤波的体素的熵。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述异质性定量器还被配置为返回结果，所述结果包括选自包括以下各项的组中的至少一项：
包括由根据所述迭代计算的所述经滤波的体素的熵的曲线定义的面积的异质性评分；以及
包括具有所计算的所述经滤波的体素和所述迭代的熵的向量集合的异质性评分。


7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定量工具包括血管化定量器(154)，所述血管化定量器被配置为：
对距离经分割的轮廓(600)的内部距离(602)和外部距离(604)处的体素对进行采样，其中，经采样的体素对沿着与所述经分割的轮廓正交的线；并且
根据所述经采样的体素对来计算联合熵(704)。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述血管化定量器还被配置为返回结果，所述结果包括选自包括以下各项的组中的至少一项：
包括所计算的不同距离处的联合熵的直方图下的面积的血管化评分；以及
包括具有所计算的所述距离的联合熵的向量集合的血管化评分。


9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述医学图像是由医学成像设备(106)生成的，所述医学成像设备包括选自包括计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)和超声(US)的组中的至少一种模态。


10.一种方法，包括：
在医学图像(104)中分割(810)病变(102)；并且
根据参数集合来对经分割的病变的方面进行定量(830)，其中，经定量的方面包括选自包括以下各项的组中的至少一项：毛刺化、异质性，以及血管化。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述经定量的方面是基于选自包括以下各项的组中的至少一项来选择的：协议、用户偏好，以及手动选择。


12.根据权利要求10所述的方法，其中，定量包括：
生成直线形片块(210)，所述直线形片块沿着所述经分割的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·维姆科，H·鲁佩茨霍芬，N·沙德瓦尔特，T·克林德，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL