一种用于检测对象的医学图像中异常的系统。该系统包括检查束、学习引擎和检测引擎。检查束包括至少一个来自第一模态的对象的医学图像和至少一个来自第二模态的对象的医学图像。学习引擎用于确定该至少一个来自第一模态的医学图像和该至少一个来自第二模态的医学图像内的异常的特征。检测引擎用于检测构成检查束的医学图像中的至少一个内的异常。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及数字图像处理领域，并且尤其涉及医学图像中的 异常检测。
技术介绍
医学成像在许多疾病的筛查、诊断和/或治疗中起着重要的作用， 因为医学图像使得医生能够看到患者的内部解剖结构或者能够显现生理或新陈代谢的信息。各种不同的成像技术或模态(modality)可以 用在临床医学中。 一些众所周知的技术/模态包括X射线和计算机断层 摄影法(CT)、超声、核医学、超声波成象以及核磁共振成像(MRI )。 X射线和CT、超声和MRI产生解剖结构的图像，而核医学产生描述放 射性化合物在各个组织(器官或肿瘤)中的体内分解或新陈代谢摄取 的图像。其他用于对生理系统的功能特征进行成像的模态包括功能MRI (fMRI)、单光子发射型计算机断层摄影(SPECT)和正电子发射计算 机断层摄影(PET)。还有其他模态通过使用放置在显微镜内部的照相 机捕获内部结构的静止图像或视频流。这些模态包括结肠镜检查、支 气管镜检查、内窺镜检以及胶嚢内窺镜检查。不同的技术/模态都具有它们的优势和劣势。例如，X射线成像具 有高空间和亮度分辨率，很详细地显示了骨头结构，并且使用起来相 对便宜；然而，它呈现给观察者的是叠加的结构的复杂二维(2D)视 图。X射线成像还难以分辨软组织特征。MRI的优势在于用高对比度和高空间分辨率显示软组织的三维图 像，并且它不涉及离子辐射(如X射线和CT那样)；然而，MRI不能 对骨头进行很好的成像。基于X射线吸收的CT成像产生骨头结构的3D 图像以及比较清晰的软组织3D图，虽然MRI仍是观察软组织的优选模 态。超声波成像容易携带，相对便宜，并且不涉及离子辐射。它具有 高空间分辨率并且非常快，能实现实时帧获取速率。新近，发现了超 声波的一个唯一并且潜在很强大的应用测量组织的弹性，这对于辨别例如乳房的胂瘤组织与健康组织非常有用。超声波的劣势在于它不 能容易地穿过气体或骨头成像，使得它难以获得一些器官的图像。核医学提供了描述新陈代谢信息的图像，新陈代谢信息可以作为病理状况的早期指示；然而，由于图像中缺少结构信息它难以准确定位身体中的异常位置。SPECT使用断层摄影原理来从附近的组织切片提供一 系列的2D核 医学图像，实现了 3D核医学图像；然而，稍微降低了空间分辨率。PET 也是一种测量生理和功能的断层摄影技术，相比SPECT图像，提供了 具有更高空间分辨率和更高信噪比(SNR)的图像。然而，PET系统非 常昂贵，因为需要回旋加速器产生发射正电子的核素。fMRI在临床应 用中并不经常使用，除了外科规划，外科规划目的是确定对应于特定 认知任务的脑部区域，以便在手术过程中避免这些区域。显微镜使得能够直观检查身体内部，诸如支气管(支气管镜检)、 结肠(结肠镜检查)或上消化道(内窺镜检查)。胶嚢内窥镜检查实 际上并不使用显微镜，而是使用包含照相机的可吞服胶嚢，该照相机 在通过整个消化道时获取图像。对于患者而言，胶嚢内窥镜检查比内 窥镜检查更为舒适，并且允许看到结肠深处。然而，胶嚢和/或照相机 不能像显微镜那样被控制或固定在某些感兴趣的区域。在一些临床应用中，使用两个或更多模态来捕获医学图像。在一 些应用中，使用来自一个模态的图像来筛查疾病，然后捕获来自另一 个模态(通常具有更高的分辨率和/或诊断效用)的随后图像以核实诊 断或者评估该疾病的进展。 一个这样的示例是当使用胸部(x射线)射 线照相来筛查肺结核、肺癌或其他呼吸疾病。可疑的发现会促使放射 科医师要求CT成像，以提供受感染区域的高分辨率3-D显影。另一个 示例是用于筛查乳癌的(X射线)乳房X线照相；乳癌的肯定指示可以 要求乳房的3D MRI，以进一步调查肿瘤。筛查过程的一个更近的示例 是使用CT图像用于虚拟结肠镜检查；确认了可疑区域或息肉导致随后 的结肠镜检查。除了在筛查/核实的过程中使用来自多个模态的图像，多模态医学 成像另一个常见用途是同时提供结构和功能信息。例如，在脑部成像 中，当怀疑或诊断癌症时，可以获取CT和/或MR图像以显示脑部和任 何异常的结构，并且可以获取PET或SPECT图像来显示肺瘤或损害的任何新陈代谢行为。为了检查肺部、肝部以及肾部的图像，也使用胸部CT和PET图像的组合。CT/PET组合颇受欢迎，并且能够同时捕获这 两种模态的设备已经出现在市场上(通用电气的Discovery LSPET/CT 系统和西门子的biographTM是两个例子)。在其他情况中，可以获得来自多个模态的图像，即使这些模态提 供了某种结构信息。脑部或腹部或校正部位(orthopedic site)的CT 和MR图像可以在不同的时刻获取。超声弹性成像(sonoelasticity ) 的出现，或使用超声成像测量组织的弹性，可以用于检查乳房的弹性， 提供补充乳房X线照片或MR乳房图像的结构信息。然而，尽管医学成像模态提供了很多种可视信息，但还是难以检 测或诊断许多疾病。例如， 一个组织估计大约2(T/i的乳癌不能被乳房X 线照相检测到。在检测各种类型的癌症和其他疾病的努力中，许多研究者已经开 发了帮助放射科医师检测异常的计算机辅助检测/诊断(CAD)技术。已知针对乳房X线照相的CAD技术。例如，参考US专利No. 5633948、 5732697、 5941832、 6075878、 6266435、 6272233、 6418237 和6553356以及US专利申请No. 2001/0031076和2002/0057826。也已知用于肺结节检测的CAD技术。例如，参考US专利 No.5539838、 5825936、 5881124、 5987094、 6125194和6609021， US 专利申请No. 2003/0076992 、 2003/0095696 、 2003/0099388和 2003/0105395以及欧洲专利号EP11294626、 EP1249006和EP1395165。用于直肠癌检测的CAD在US专利No. 4981783、5628341和5983211 以及US专利申请No. 2002/0187502、 2002/0022240和2003/0032860 中有所描述。骨质疏;&症和骨病是US专利No. 4913157、 5247934、 5673298、 5817020、 5902240和6143506的CAD才支术的主题。尽管这些现有技术帮助从业医生检测和/或诊断疾病，它们应用于 单个医学图像或者来自单个模态的多个医学图像。在配准和/或融合来自多个模态的图像方面已经取得了 一些进展。 例如，US专利No. 626645 3 ( Hibbard)涉及一种在图形用户界面(GUI ) 上显示多模态图像数据(CT+MRI或CT+PET脑部图像)的系统，实现了 手动或自动配准和融合。US专利号6539127 ( Roche )涉及一种用于基于数据集之间的相关比，配准通常的多模态图像数据的方法。US专利 号6640130 (Freeman)涉及一种融合组织或器官的解剖图像和光谱图 像的系统。US专利申请No. 2003/0216631 (Bloch)采用自由形态变 形来配准PET和CT胸部和腹部图像。虽然这些方法和系统涉及本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于检测对象的医学图像中异常的系统，包括： 检查束，包括至少一个来自第一模态的对象的医学图像和至少一个来自第二模态的对象的医学图像； 第一自动化装置，用于确定该至少一个来自第一模态的医学图像和该至少一个来自第二模态的医学图像内的异常的特征；以及 第二自动化装置，用于检测构成该检查束的医学图像中的至少一个内的异常。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：ND卡希尔，S陈，Z孙，LA雷，
申请(专利权)人：卡尔斯特里姆保健公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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