分析至少三维医学图像的制作方法
专利名称：分析至少三维医学图像的制作方法
技术领域：
本发明涉及分析至少三维医学图像。本发明还涉及可视化由至少三维医学图像表示的病变。
背景技术：
团块样乳房病变的表征是诊断乳房图像的诊断检查中的重要步骤。病变表征的类别由美国放射学会(ACR)在“乳房成像报告和数据系统”(Bi-rads)中定义。该标准包括具有“形状”和“病变边缘”的视觉可评估病变特征。除了这些特征以外，列出了模态特异性特征，例如动态对比增强MR图像中的动力学曲线评估。可以使用图像浏览器视觉地检查乳房病变的MR图像。这样的图像浏览器在许多情况下允许显示轴向切片和多平面重组切片(MPR)。也可以提供其他可视化模式，例如体绘制和表面绘制。动态对比增强乳房MRI作为诊断工具出现。而且，需要计算机辅助诊断工具用于该应用。为了建立产生可理解的和可复制的结果的稳健计算机辅助检测(CAD)应用，优选地使用仔细选择的特征的小集合。在1 . Buelow等人的论文“Robustness of Morphologic Features for the Characterization of Mass Lesion in Dynamic, Contrast-Enhanced Breast MR Images”，ISMRM，2008中，三个形态学特征关于它们对抗输入到特征计算步骤的团块病变分割的变化的稳健性进行比较。这些特征包括“到表面的归一化平均距离”、“球面性”和“紧致性”。
发明内容
具有分析至少三维医学图像的改进方式将是有利的。为了更好地解决该问题，在本发明的第一方面中提供了一种系统，所述系统包括用于识别由该图像表示的对象的表面的一部分的表面检测器；用于识别包括在该对象中并且由该图像表示的病变的病变检测器；和用于基于该病变检测器的输出和该表面检测器的输出建立该病变相对于该表面的该部分的取向的装置。这样限定的系统允许分析三维医学图像的新方式。特别地，该系统允许评估该病变相对于该表面的至少一部分的取向。发明人认识到作为当根据上述Bi-rads标准分析超声乳房图像时将测量的参数之一的病变取向理论上也可以在诸如MR图像的三维图像中进行评估。这可以潜在地使超声采集过剩以至少用于评估病变取向，并且因此增加医学成像设备的总效率。然而，使用现有的医学分析工具不能在实践中评估病变取向，原因特别在于皮肤表面(其是超声图像中的自然参考点，原因是超声探头的位置由皮肤表面确定)相对于图像采集器材的取向在诸如MR和CT的三维成像技术中是可变的。所提出的系统借助于表面检测器自动识别医学图像中的表面的至少一部分，这便于建立该病变相对于该表面的至少一部分的取向。
该病变检测器可以包括用于将模型拟合到该病变的模型拟合器。这是检测图像中的对象的有效方式。例如，可以使用自适应形状模型，或者可以将诸如椭球的预定几何模型拟合到该病变。用于建立该病变的取向的该装置可以包括用于计算指示该模型相对于该表面的该部分的取向的取向值的病变取向检测器。该取向值可以被提供给医生。备选地或附加地， 该取向值可以被提供给决定支持系统。该取向值提供病变取向的很紧凑、可复制表示。可以全自动地计算该取向值。该表面检测器可以被布置用于选择基本最接近该病变的该表面的部分。相对于最接近该病变的该表面的部分建立的取向可能是临床最相关取向，原因是该取向表示相对于病变位于其后的表面的取向。该表面的该部分可以包括或者可以是该表面上的点。而且， 该表面的该部分可以对应于在超声检查期间超声设备定位在其上的皮肤上的点。用于建立该病变的取向的该装置可以包括用于根据基本垂直于该表面的该部分的投影平面或交叉平面生成病变的视图的视图生成器。该系统提供非常适合于视觉地评估该病变相对于该表面的取向的该病变的视图。该投影平面或交叉平面基本垂直于该表面的至少一部分有助于可视化该病变相对于该表面的取向。该视图生成器可以被布置用于生成对应于该交叉平面的图像的多平面重组。多平面重组(MPR)是医学图像的倾斜切片视图，这在本领域中是已知的。对应于基本垂直于该表面的至少一部分的该交叉平面的图像的多平面重组特别有用于评估相对于该表面的病变取向。该视图生成器可以包括用于绘制可视化该病变的至少一部分的图像的视图的三维景象绘制器，该视图的观察方向基本平行于该表面的至少一部分。这提供了备选的观察模式，该显示模式提供了对病变取向的附加洞察。该视图生成器可以被布置用于生成这样的视图，在该视图中该表面的至少一部分与该视图的边界基本重合。该特征使结果视图更接近地类似临床相关超声图像，这进一步便于临床医生可靠地评估病变取向。可以提供用于在该视图中包括指示病变的长轴的注释的注释器。该指示可以有助于增加系统的置信度，原因是它可视化检测到哪个病变和检测到什么样的尺寸和/或取向。该视图生成器可以包括也基于通过该模型拟合器拟合到病变的模型的取向确定该投影或交叉平面的取向的装置。这允许自动生成一个或多个标准化视图，每个视图例如具有基于该表面的至少一部分和该病变的取向确定的观察方向。这样的标准化视图增加了效率。该模型拟合器可以包括用于检测该病变的纵向方向的装置。而且，用于建立该病变的取向的该装置可以包括用于根据基本垂直于该表面的至少一部分和基本平行于该病变的纵向方向的投影平面或交叉平面生成该病变的视图的视图生成器。这显示了该病变相对于该表面的长度方向的视图。该系统可以包括用于根据临床相关性分类病变的计算机辅助检测系统。该取向值可以用作这样的计算机辅助检测系统的输入。该表面可以包括在该图像中表示的乳房的表面，并且该病变可以包括乳房病变。对应这样的应用病变取向具有特定临床相关性。一种医学成像仪器可以包括所述的系统和用于提供包括该表面的表示和该病变的表示的至少三维图像的MRI扫描器。这样，可以在相同设备上执行病变取向的建立和图像采集，这允许快速地获得结果。一种分析至少三维医学图像的方法可以包括识别由该图像表示的对象的表面的一部分；识别包括在该对象中并且由该图像表示的病变；以及基于病变检测器的输出和表面检测器的输出建立该病变相对于该表面的该部分的取向。—种计算机程序产品可以包括用于使计算机化系统执行所述方法的指令。本领域的技术人员应当理解本发明的上述实施例、实现方式和/或方面中的两个或更多个可以以认为有用的任何方式组合。本领域的技术人员可以在本说明书的基础上进行对应于系统的修改和变化的图像采集装置、工作站、系统和/或计算机程序产品的修改和变化。本领域的技术人员应当理解所述方法可以应用于由各种采集模态采集的多维图像数据，例如2维(2D)、3维(3D)或4维(4D)图像，所述采集模态例如，但不限于标准X射线成像、计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)、超声(US)、正电子发射断层摄影(PET)、 单光子发射计算机断层摄影(SPECT)以及核医学(NM)。
参考附图将进一步阐述和描述本发明的这些和其他方面，在附图中图1显示了示例性的超声图像；图2显示了至少三维图像中的乳房病变的图示；图3显示了示例性的MR图像；图4示意性地显示了用于分析至少三维医学图像的系统；以及图5示意性地显示了分析至少三维医学图像的方法。
具体实施例方式团块样乳房病变的表征是诊断乳房图像的诊断检查中的重要步骤。病变表征的类别由美国放射学会(ACR)在“乳房成像报告和数据系统”(Bi-rads)中定义。临床相关特征 “病变取向”仅仅在用于超声的标准中被指定，原因是在该模态中病变的取向是视觉直接可评估的。包含在病变取向信息中的有价值信息在乳房MR研究中仍未被使用，原因是在体积 MR图像中该特征是视觉不可及的。然而，通过从3D MR图像计算提取团块病变的病变取向，能够使该量可用于帮助病变的分类。取向可以作为数值以及通过视觉地明晰病变取向的自动选择倾斜多平面重组图像(MPR’s)提供给用户。以前仅仅可用于超声图像的取向评估因此变为也可用于MR图像。在本文中所述的系统和方法可以用作乳房CAD系统的一部分。它们也可以用作医学成像工具的一部分。这样的CAD系统和医学成像工具例如可以在专用乳房MR显示/CAD 工作站、PACS系统上或直接在扫描器控制台上实现。
图1示出了不同患者的两幅乳房超声图像。每幅图像的上缘3和3a对应于皮肤线。这是在采集期间超声探头定位的地方。图IA示出了显示乳房病变1的超声图像，所述乳房病变宽度大于高度或“平行”。图IB示出了显示乳房病变2的超声图像，根据Bi-Rads 该乳房病变高度大于宽度或“非平行”。在超声成像中，由于采集图像的方式使用定位在乳房的皮肤表面上的手持式探头，病变取向当然是不可见的。由于该采集技术，病变以相对于乳房的表面固定的取向被显示，这使病变取向的视觉和/或自动检查容易。当分析乳房MR图像时在临床实践中未使用病变取向的原因之一是从三维MR图像看病变相对于皮肤表面的取向不可见。因此，包含在病变取向信息中的有价值信息在乳房 MR研究中仍未被使用，原因是在使用当前观察工作站的体积MR图像中该特征是视觉不可及的。为了克服该问题，提供了一种方法，该方法可以有助于从3D医学图像计算团块病变的病变取向。而且，以临床医生从超声已知的方式视觉地提供医学图像信息的倾斜Mra有助于明晰病变取向。这样的倾斜Mra的自动选择可以使临床医生从手工搜索图像中的病变解脱出来。图2A示意性地示出了包括病变4和乳房皮肤表面5的3D医学图像的2D横截面切片。可以应用多个处理步骤。可以从动态对比增强乳房MR图像分割团块病变4，例如如 T. Billow^AW"Segmentation of suspicious lesions in dynamic contrast-enhanced breast MR images”，SPIE Medical Imaging，第 6514 卷，2007 中所述。然而，也可以应用其他分割方法。可以将椭球6拟合到经分割团块病变以找到最佳拟合椭球。这可以通过计算病变的惯性主轴和选择具有相应主轴7和8的椭球完成，椭球的中心点9例如对应于病变的重心。然而，椭球模型仅仅是一个例子。团块病变的形状模型在本领域中是已知的并且可以借助于基于自适应模型的分割被应用于这里。因此，模型拟合和分割的步骤可以在单一步骤中进行组合。优选地，使用可以容易地提取其惯性主轴的模型。可以使用本领域中已知的图像处理技术(例如梯度估计)从医学图像提取皮肤表面5。例如，可以使用对比增强乳房MR图像。优选地，相同图像同时用于病变分割和皮肤表面提取，然而也有可能使用彼此配准的两幅不同图像。可以建立最接近经分割乳房病变 (的重心9)的皮肤表面点10。平行度的数值可以被计算为病变长轴7和从病变中心到最近皮肤表面点11的方向向量之间的角α的正弦。因此，在该例子中，平行度可以取范围从 0到1的值，其中0用于完全不平行病变并且1用于平行病变。图2Β示出了备选的取向估计。能够计算病变沿最近皮肤表面点的方向的高度12 和病变沿垂直于最近皮肤表面点的方向的方向的宽度13。这些图或它们的比例是医生可能熟悉的病变的取向的备选指示。该高度和宽度可以以不同方式进行计算，例如作为大小足以包括病变的适当定位的有边界框的高度和宽度。或者，它可以作为椭球沿相关方向的直径进行计算。除了指示平行度的数值以外，可以给用户提供一个或多个倾斜MPR’s，例如由从病变到表面的方向向量和病变的最长/最短轴(每个平面一个)跨越的横截平面的MPR。这些视图可以被重组使得到皮肤表面的方向向量在图像平面中指向上。这样，获得的视图类似超声图像，原因是被可视化对象的取向类似于超声图像。这有助于使临床医生能够基于图像进行诊断。图3示出了以该方式生成的两幅图像。图3A显示了由从病变到表面的方向向量和病变的最长轴跨越的横截平面的MPR。图;3B显示了由从病变到表面的方向向量和病变的最短轴跨越的横截平面的MPR。图3A和图;3B都是3D动态对比增强MR数据集的MPR。该数据集包括时间序列的图像体积，其中的第一个显示非对比解剖结构。在第一体积图像的采集之后经静脉注射造影剂并且采集图像体积的时间序列以便成像造影剂的流入和流出。 为了病变形态学的视觉评估，通常显示通过从对比图像中的一个减去非对比图像构造的不同图像。图4示意性地示出了用于分析至少三维医学图像的系统。图4中所示的方框表示可以以许多不同方式实现的系统部件。例如，电子电路可以设在集成电路(IC)中，所述集成电路将为每个部件执行如下文所述的功能。然而，也有可能完全或部分作为软件模块实现部件中的一些或全部，所述软件模块可以存储在存储器71中。软件模块可以包括适合于由通用处理器72执行的计算机指令。可以提供用于协调若干模块的执行的控制模块73。 这样的控制模块73也可以采用软件模块的形式，所述软件模块存储在存储器71中并且适合于由处理器72执行。技术人员应当理解，存储器71和处理器72是硬件单元，而系统的其他模块可以根据当时的情况实现为软件或硬件。存储器71也可以用于存储图像数据、接收的数据、中间结果和输出数据。存储器71可以包括RAM存储器、ROM存储器、闪速存储器、 磁盘、可移动介质(例如⑶-ROM、⑶-RW、DVD)中的一个或多个。处理器可以包括在工作站中能够找到的中央处理单元。控制单元73可以负责启动各个模块中的一个或多个的动作。 或者，模块在不使用控制单元73的情况下相互作用。图4中的箭头指示模块之间的数据流。提供用于接收医学图像数据的输入65。这样的输入可以连接到医学图像扫描器 64，例如MRI扫描器或CT扫描器或能够生成至少三维图像的另一种成像设备。或者，输入 65可以连接到数据服务器，例如早先采集的数据存储在其上的图像存档与通信系统(未显示)。数据连接例如可以借助于诸如LAN或因特网的网络连接实现。可以提供预处理装置以执行由输入65接收的数据的图像预处理。这样的处理可以包括例如本领域中本身已知的图像增强技术。图像可以包括多个图像元素。如果图像是三维的，这些图像元素是体素。 图像元素具有与其关联的元素值。身体的不同组织通常与不同图像值关联。这允许分割。 本领域中本身已知的分割技术可以被应用于定位由图像表示的身体中的不同组织。附加地或备选地，等值面可以设在图像数据中。这样的等值面是指示元素值相同的图像中的位置的表面。从图像元素生成等值面可以是预处理的一部分，或者它可以是下文中所述的系统模块中的一个或多个的功能的一部分。可以提供用于识别由图像表示的病变4的病变检测器51。病变4可以通过使用诸如阈值比较或主动模型分割的分割技术进行检测，或者由用户使用诸如计算机鼠标的定点设备指不。在 T. Billow 等人的 “Segmentation of suspicious lesions in dynamic contrast-enhanced breast MR images”，SPIEMedical Imaging，第 6514 卷，2007 中描述了一种分割方法。可以提供用于识别由图像表示的对象的表面(5)的至少一部分的表面检测器52。 特别地，可以识别表面的一部分。可以通过使用已知的分割算法执行该表面检测。例如，如果表面是患者的皮肤表面，可以检测从组织到空气的过渡。然而，对象也可以是例如包括在身体中的器官。可以提供用于基于病变检测器51的输出和表面检测器52的输出建立病变4相对于表面5的至少一部分的取向的装置53。已知被识别病变和表面的被识别部分，更容易建立病变的取向。如下文中所述，例如可以借助于表面和病变的合适视图或借助于进一步图像处理技术建立这样的取向。从后一种可能性开始，病变检测器51可以包括用于将模型6拟合到病变4的模型拟合器M。这例如可以借助于自适应形状建模来执行。或者，可以将具有少量自由度的几何形状拟合到病变。这样的几何形状可以包括椭球并且自由度可以包括椭球的半径以及椭球的轴的方向向量。用于建立病变4的取向的装置53可以包括用于计算指示模型(6)相对于表面(5)的至少一部分的取向的取向值α的病变取向检测器56。例如，这样的取向值 α对应于椭球的纵轴和连接椭球的中心点和表面5上的点10的线之间的角。代替后一条线，可以使用在表面5的点10切向(或垂直)于表面5的向量。而且，病变的高度和宽度可以用作取向值。表面检测器52可以包括用于选择基本最接近病变4的表面5上的点10的表面点选择器61。例如，计算从病变(例如病变的中心)到表面5上的多个点中的每一个的距离， 并且将对应于最小距离的点选择作为基本最近点10。数值优化算法可以用于此。用于建立病变4的取向的装置53可以被布置用于建立病变4相对于最接近病变4的表面5上的点 10的取向。例如，可以关于基本最近点10计算取向值a。病变检测器51可以被布置用于检测由表面检测器52检测到的对象内部的病变。例如，对象可以包括身体，并且病变可以包括在身体中。用于建立病变4的取向的装置53可以包括用于根据基本垂直于表面的至少一部分的投影平面或交叉平面生成病变4的视图的视图生成器57。这样的投影或交叉平面提供或多或少沿着表面的视图；这允许诸如临床医生的观察者比较病变的取向和表面的取向。 以这样的方式，观察者可以视觉地评估取向并且估计取向值α。视图生成器57可以包括多平面重组生成器58。该多平面重组生成器58被布置用于生成对应于交叉平面的图像的多平面重组。这导致图像的至少一部分的横截面切片视图，其中，交叉平面限定横截面切片。备选地或附加地，视图生成器57可以包括三维景象绘制器59。这样的景象绘制器59例如可以基于诸如光线投射的直接体绘制技术，或者景象绘制器59可以被布置用于可以在预处理阶段或由景象绘制器59本身生成的一个或多个表面的表面绘制。景象绘制器59可以被布置用于绘制可视化病变4的至少一部分的视图，视图的观察方向基本平行于表面5的至少一部分。视图生成器57可以被布置用于生成这样的视图，在所述视图中表面5的至少一部分与视图的边界90基本重合。视图的边界90对应于视图的边缘。例如，如果视图被显示在显示器上的窗口中，则视图的边界可以对应于窗口的边缘。如果视图被全屏幕显示，则视图的边界可以对应于屏幕的边缘。可能需要旋转和/或平移图像使得表面与视图的边界重合。可以提供用于在视图中包括指示病变的长轴的注释的注释器62。这样的长轴很清楚地识别病变的取向。也有可能包括椭球和/或测得取向值α的注释。也可以提供其他注释，例如临床决定支持系统的输出。注释可以显示在屏幕上、打印或存储在患者电子文件中。
如上所述，病变检测器51可以包括用于将模型6拟合到病变4的模型拟合器M。 而且，视图生成器57可以包括用于基于拟合到病变4的模型6的取向和基于表面5的至少一部分确定投影平面或交叉平面的取向的装置60。模型可以具有与它关联的一个或多个方向向量，例如对应于椭球的主轴的方向向量，如果模型包括椭球的话。装置60可以被布置用于调节投影/交叉平面使得所述平面具有相对于模型的一个或多个方向向量的预定取向。这允许生成可复制的视图。模型拟合器M可以包括用于识别病变4的纵向方向7 (例如椭球的主轴)的方向检测器。视图生成器57可以被布置用于根据基本垂直于表面5的至少一部分和基本平行于病变4的纵向方向7的投影平面或交叉平面生成病变4的视图。这样病变的纵轴相对于表面被良好地可视化。用于建立病变4的取向的装置53的输出可以包括一个或多个取向值α和/或病变的一个或多个合适视图(例如以上述方式显示病变和/或表面的MPR)。该输出可以被提供给计算机辅助检测系统63或临床决定支持系统以用于基于病变4相对于表面5的至少一部分的取向根据临床相关性分类病变4。与病变相关的其他参数也可以用于分类中。计算机辅助检测系统63可以被布置用于将病变分类为良性病变或恶性病变。例如，如果高度 12小于宽度13，这可以由计算机辅助检测系统63用作良性病变的指标。在另一方面，如果高度12大于宽度13，这可以由计算机辅助检测系统63用作恶性病变的指标。本文所述的系统可以被专门布置用于处理乳房图像。在这样的情况下，表面5可以包括在图像中表示的乳房的皮肤表面(例如皮肤组织和空气之间的过渡)，并且病变4可以包括可能是恶性或良性的乳房病变，例如团块病变。一种分析至少三维医学图像的方法可以包括识别101由图像表示的病变4的步骤；识别102由图像表示的对象的表面5的至少一部分的步骤；和基于病变检测器51的输出和表面检测器52的输出建立103病变4相对于表面5的至少一部分的取向的步骤。应当理解的是本发明也可以扩展到适于实施本发明的计算机程序，特别是在载体上或载体中的计算机程序。程序可以采用源代码、目标代码、源代码和目标代码的中间代码 (例如部分编译形式)的形式或适合用于实现根据本发明的方法的任何其他形式。也应当理解这样的程序可以具有不同的架构设计。例如，执行根据本发明的方法或系统的功能的程序代码可以被细分为一个或多个子例程。技术人员将显而易见在这些子例程当中分配功能的许多不同方式。子例程可以一起存储在一个可执行文件中以形成独立程序。这样的可执行文件可以包括计算机可执行指令，例如处理器指令和/或解释器指令(例如Java解释器指令)。或者，子例程中的一个或多个或全部可以存储在至少一个外部库文件中并且例如在运行时静态地或动态地与主程序链接。主程序包含对子例程中的至少一个的至少一次调用。而且，子例程可以包括彼此的函数调用。与计算机程序产品有关的一个实施例包括对应于所述方法中的至少一个的每个处理步骤的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程和/或存储在可以静态地或动态地链接的一个或多个文件中。与计算机程序产品有关的另一个实施例包括对应于所述系统和/或产品中的至少一个的每个装置的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程和/或存储在可以静态地或动态地链接的一个或多个文件中。计算机程序的载体可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如，载体可以包括
10诸如ROM的存储介质，例如CD ROM或半导体ROM，或者磁记录介质，例如软盘或硬盘。载体还可以是可以经由电缆或光缆或者通过无线电或其他手段输送的可传输载体，例如电或光信号。当程序体现在这样的信号中时，载体可以由这样的缆线或其他设备或手段构成。或者，载体可以是程序嵌入其中的集成电路，所述集成电路适于执行或用于执行相关方法。
应当注意上述实施例举例说明而非限制本发明，并且本领域的技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离权利要求书的范围。在权利要求中，置于括号中的任何附图标记不应当理解为限制权利要求。动词“包括”及其变化形式的使用并不排除除了权利要求中所述的那些以外的元件或步骤的存在。在元件之前的冠词“一”并不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件或借助于合适编程的计算机实现。 在列举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可以由硬件的同一个部件体现。某些量度在相互不同的从属权利要求中被列举的简单事实并非指示不能有利地使用这些量度的组合。
权利要求
1.一种用于分析至少三维医学图像的系统，包括用于识别由所述图像表示的对象的表面(5)的一部分的表面检测器(52)； 用于识别包括在所述对象中并且由所述图像表示的病变⑷的病变检测器(51)；以及用于基于所述病变检测器(51)的输出和所述表面检测器(5 的输出建立所述病变 (4)相对于所述表面(5)的所述部分的取向的装置(53)。
2.根据权利要求1所述的系统，所述病变检测器(51)包括用于将模型(6)拟合到所述病变(4)的模型拟合器(M)，并且用于建立所述病变(4)的取向的所述装置(53)包括用于计算指示所述模型(6)相对于所述表面(5)的所述部分的取向的取向值(α)的病变取向检测器(56)。
3.根据权利要求1所述的系统，所述表面检测器(5 被布置用于选择基本最接近所述病变的所述表面(10)的部分。
4.根据权利要求1所述的系统，用于建立所述病变(4)的所述取向的所述装置包括用于根据基本垂直于所述表面的所述部分的投影平面或交叉平面生成所述病变(4)的视图的视图生成器(57)。
5.根据权利要求4所述的系统，所述视图生成器(57)包括用于生成对应于所述交叉平面的图像的多平面重组的多平面重组生成器(58)。
6.根据权利要求4所述的系统，所述视图生成器(57)包括用于绘制可视化所述病变(4)的至少一部分的图像的视图的三维景象绘制器(59)，所述视图的观察方向基本平行于所述表面(5)的所述部分。
7.根据权利要求4所述的系统，所述视图生成器(57)被布置用于生成这样的视图，在所述视图中所述表面(5)的所述部分与所述视图的边界(90)基本重合。
8.根据权利要求4所述的系统，还包括用于在所述视图中包括指示所述病变的长轴的注释的注释器(62)。
9.根据权利要求4所述的系统，所述病变检测器(51)包括用于将模型(6)拟合到所述病变(4)的模型拟合器(M)，所述视图生成器(57)包括用于基于拟合到所述病变(4)的所述模型(6)的取向和基于所述表面( 的所述部分确定所述投影或交叉平面的取向的装置 (60)。
10.根据权利要求9所述的系统，所述模型拟合器(54)包括用于识别所述病变(4)的纵向方向(7)的方向检测器，所述视图生成器(57)被布置用于根据基本垂直于所述表面(5)的所述部分且基本平行于所述病变的所述纵向方向(7)的投影平面或交叉平面生成所述病变的所述视图。
11.根据权利要求2所述的系统，还包括用于基于所述取向值(α)根据临床相关性分类所述病变的计算机辅助检测系统(63)。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述表面(5)包括在所述图像中表示的乳房的表面，并且所述病变(4)包括乳房病变。
13.—种医学成像仪器，包括根据权利要求1所述的系统和用于提供所述至少三维图像的医学图像扫描器(64)。
14.一种分析至少三维医学图像的方法，包括识别(101)由所述图像表示的对象的表面(5)的一部分；识别(10 包括在所述对象中并且由所述图像表示的病变；以及基于病变检测器(51)的输出和表面检测器(5 的输出建立(10 所述病变(4)相对于所述表面(5)的所述部分的取向。
15. 一种计算机程序产品，包括用于使计算机化系统执行根据权利要求14所述的方法的指令。
全文摘要
一种用于分析至少三维医学图像的系统包括用于识别由图像表示的病变(4)的病变检测器(51)。表面检测器(52)识别由图像表示的对象的表面(5)的至少一部分。提供用于基于病变检测器(51)的输出和表面检测器(52)的输出建立病变(4)相对于表面(5)的至少一部分的取向的装置(53)。模型拟合器(54)将模型(6)拟合到病变(4)。用于建立病变(4)的取向的装置(53)包括用于计算指示模型(6)相对于表面(5)的至少一部分的取向的取向值(α)的病变取向检测器(56)。
文档编号G06T7/00GK102197413SQ200980143030
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月19日 优先权日2008年10月29日
发明者T·比洛 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
技术领域：
本发明涉及分析至少三维医学图像。本发明还涉及可视化由至少三维医学图像表示的病变。
背景技术：
团块样乳房病变的表征是诊断乳房图像的诊断检查中的重要步骤。病变表征的类别由美国放射学会(ACR)在“乳房成像报告和数据系统”(Bi-rads)中定义。该标准包括具有“形状”和“病变边缘”的视觉可评估病变特征。除了这些特征以外，列出了模态特异性特征，例如动态对比增强MR图像中的动力学曲线评估。可以使用图像浏览器视觉地检查乳房病变的MR图像。这样的图像浏览器在许多情况下允许显示轴向切片和多平面重组切片(MPR)。也可以提供其他可视化模式，例如体绘制和表面绘制。动态对比增强乳房MRI作为诊断工具出现。而且，需要计算机辅助诊断工具用于该应用。为了建立产生可理解的和可复制的结果的稳健计算机辅助检测(CAD)应用，优选地使用仔细选择的特征的小集合。在1 . Buelow等人的论文“Robustness of Morphologic Features for the Characterization of Mass Lesion in Dynamic, Contrast-Enhanced Breast MR Images”，ISMRM，2008中，三个形态学特征关于它们对抗输入到特征计算步骤的团块病变分割的变化的稳健性进行比较。这些特征包括“到表面的归一化平均距离”、“球面性”和“紧致性”。
发明内容
具有分析至少三维医学图像的改进方式将是有利的。为了更好地解决该问题，在本发明的第一方面中提供了一种系统，所述系统包括用于识别由该图像表示的对象的表面的一部分的表面检测器；用于识别包括在该对象中并且由该图像表示的病变的病变检测器；和用于基于该病变检测器的输出和该表面检测器的输出建立该病变相对于该表面的该部分的取向的装置。这样限定的系统允许分析三维医学图像的新方式。特别地，该系统允许评估该病变相对于该表面的至少一部分的取向。发明人认识到作为当根据上述Bi-rads标准分析超声乳房图像时将测量的参数之一的病变取向理论上也可以在诸如MR图像的三维图像中进行评估。这可以潜在地使超声采集过剩以至少用于评估病变取向，并且因此增加医学成像设备的总效率。然而，使用现有的医学分析工具不能在实践中评估病变取向，原因特别在于皮肤表面(其是超声图像中的自然参考点，原因是超声探头的位置由皮肤表面确定)相对于图像采集器材的取向在诸如MR和CT的三维成像技术中是可变的。所提出的系统借助于表面检测器自动识别医学图像中的表面的至少一部分，这便于建立该病变相对于该表面的至少一部分的取向。
该病变检测器可以包括用于将模型拟合到该病变的模型拟合器。这是检测图像中的对象的有效方式。例如，可以使用自适应形状模型，或者可以将诸如椭球的预定几何模型拟合到该病变。用于建立该病变的取向的该装置可以包括用于计算指示该模型相对于该表面的该部分的取向的取向值的病变取向检测器。该取向值可以被提供给医生。备选地或附加地， 该取向值可以被提供给决定支持系统。该取向值提供病变取向的很紧凑、可复制表示。可以全自动地计算该取向值。该表面检测器可以被布置用于选择基本最接近该病变的该表面的部分。相对于最接近该病变的该表面的部分建立的取向可能是临床最相关取向，原因是该取向表示相对于病变位于其后的表面的取向。该表面的该部分可以包括或者可以是该表面上的点。而且， 该表面的该部分可以对应于在超声检查期间超声设备定位在其上的皮肤上的点。用于建立该病变的取向的该装置可以包括用于根据基本垂直于该表面的该部分的投影平面或交叉平面生成病变的视图的视图生成器。该系统提供非常适合于视觉地评估该病变相对于该表面的取向的该病变的视图。该投影平面或交叉平面基本垂直于该表面的至少一部分有助于可视化该病变相对于该表面的取向。该视图生成器可以被布置用于生成对应于该交叉平面的图像的多平面重组。多平面重组(MPR)是医学图像的倾斜切片视图，这在本领域中是已知的。对应于基本垂直于该表面的至少一部分的该交叉平面的图像的多平面重组特别有用于评估相对于该表面的病变取向。该视图生成器可以包括用于绘制可视化该病变的至少一部分的图像的视图的三维景象绘制器，该视图的观察方向基本平行于该表面的至少一部分。这提供了备选的观察模式，该显示模式提供了对病变取向的附加洞察。该视图生成器可以被布置用于生成这样的视图，在该视图中该表面的至少一部分与该视图的边界基本重合。该特征使结果视图更接近地类似临床相关超声图像，这进一步便于临床医生可靠地评估病变取向。可以提供用于在该视图中包括指示病变的长轴的注释的注释器。该指示可以有助于增加系统的置信度，原因是它可视化检测到哪个病变和检测到什么样的尺寸和/或取向。该视图生成器可以包括也基于通过该模型拟合器拟合到病变的模型的取向确定该投影或交叉平面的取向的装置。这允许自动生成一个或多个标准化视图，每个视图例如具有基于该表面的至少一部分和该病变的取向确定的观察方向。这样的标准化视图增加了效率。该模型拟合器可以包括用于检测该病变的纵向方向的装置。而且，用于建立该病变的取向的该装置可以包括用于根据基本垂直于该表面的至少一部分和基本平行于该病变的纵向方向的投影平面或交叉平面生成该病变的视图的视图生成器。这显示了该病变相对于该表面的长度方向的视图。该系统可以包括用于根据临床相关性分类病变的计算机辅助检测系统。该取向值可以用作这样的计算机辅助检测系统的输入。该表面可以包括在该图像中表示的乳房的表面，并且该病变可以包括乳房病变。对应这样的应用病变取向具有特定临床相关性。一种医学成像仪器可以包括所述的系统和用于提供包括该表面的表示和该病变的表示的至少三维图像的MRI扫描器。这样，可以在相同设备上执行病变取向的建立和图像采集，这允许快速地获得结果。一种分析至少三维医学图像的方法可以包括识别由该图像表示的对象的表面的一部分；识别包括在该对象中并且由该图像表示的病变；以及基于病变检测器的输出和表面检测器的输出建立该病变相对于该表面的该部分的取向。—种计算机程序产品可以包括用于使计算机化系统执行所述方法的指令。本领域的技术人员应当理解本发明的上述实施例、实现方式和/或方面中的两个或更多个可以以认为有用的任何方式组合。本领域的技术人员可以在本说明书的基础上进行对应于系统的修改和变化的图像采集装置、工作站、系统和/或计算机程序产品的修改和变化。本领域的技术人员应当理解所述方法可以应用于由各种采集模态采集的多维图像数据，例如2维(2D)、3维(3D)或4维(4D)图像，所述采集模态例如，但不限于标准X射线成像、计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)、超声(US)、正电子发射断层摄影(PET)、 单光子发射计算机断层摄影(SPECT)以及核医学(NM)。
参考附图将进一步阐述和描述本发明的这些和其他方面，在附图中图1显示了示例性的超声图像；图2显示了至少三维图像中的乳房病变的图示；图3显示了示例性的MR图像；图4示意性地显示了用于分析至少三维医学图像的系统；以及图5示意性地显示了分析至少三维医学图像的方法。
具体实施例方式团块样乳房病变的表征是诊断乳房图像的诊断检查中的重要步骤。病变表征的类别由美国放射学会(ACR)在“乳房成像报告和数据系统”(Bi-rads)中定义。临床相关特征 “病变取向”仅仅在用于超声的标准中被指定，原因是在该模态中病变的取向是视觉直接可评估的。包含在病变取向信息中的有价值信息在乳房MR研究中仍未被使用，原因是在体积 MR图像中该特征是视觉不可及的。然而，通过从3D MR图像计算提取团块病变的病变取向，能够使该量可用于帮助病变的分类。取向可以作为数值以及通过视觉地明晰病变取向的自动选择倾斜多平面重组图像(MPR’s)提供给用户。以前仅仅可用于超声图像的取向评估因此变为也可用于MR图像。在本文中所述的系统和方法可以用作乳房CAD系统的一部分。它们也可以用作医学成像工具的一部分。这样的CAD系统和医学成像工具例如可以在专用乳房MR显示/CAD 工作站、PACS系统上或直接在扫描器控制台上实现。
图1示出了不同患者的两幅乳房超声图像。每幅图像的上缘3和3a对应于皮肤线。这是在采集期间超声探头定位的地方。图IA示出了显示乳房病变1的超声图像，所述乳房病变宽度大于高度或“平行”。图IB示出了显示乳房病变2的超声图像，根据Bi-Rads 该乳房病变高度大于宽度或“非平行”。在超声成像中，由于采集图像的方式使用定位在乳房的皮肤表面上的手持式探头，病变取向当然是不可见的。由于该采集技术，病变以相对于乳房的表面固定的取向被显示，这使病变取向的视觉和/或自动检查容易。当分析乳房MR图像时在临床实践中未使用病变取向的原因之一是从三维MR图像看病变相对于皮肤表面的取向不可见。因此，包含在病变取向信息中的有价值信息在乳房 MR研究中仍未被使用，原因是在使用当前观察工作站的体积MR图像中该特征是视觉不可及的。为了克服该问题，提供了一种方法，该方法可以有助于从3D医学图像计算团块病变的病变取向。而且，以临床医生从超声已知的方式视觉地提供医学图像信息的倾斜Mra有助于明晰病变取向。这样的倾斜Mra的自动选择可以使临床医生从手工搜索图像中的病变解脱出来。图2A示意性地示出了包括病变4和乳房皮肤表面5的3D医学图像的2D横截面切片。可以应用多个处理步骤。可以从动态对比增强乳房MR图像分割团块病变4，例如如 T. Billow^AW"Segmentation of suspicious lesions in dynamic contrast-enhanced breast MR images”，SPIE Medical Imaging，第 6514 卷，2007 中所述。然而，也可以应用其他分割方法。可以将椭球6拟合到经分割团块病变以找到最佳拟合椭球。这可以通过计算病变的惯性主轴和选择具有相应主轴7和8的椭球完成，椭球的中心点9例如对应于病变的重心。然而，椭球模型仅仅是一个例子。团块病变的形状模型在本领域中是已知的并且可以借助于基于自适应模型的分割被应用于这里。因此，模型拟合和分割的步骤可以在单一步骤中进行组合。优选地，使用可以容易地提取其惯性主轴的模型。可以使用本领域中已知的图像处理技术(例如梯度估计)从医学图像提取皮肤表面5。例如，可以使用对比增强乳房MR图像。优选地，相同图像同时用于病变分割和皮肤表面提取，然而也有可能使用彼此配准的两幅不同图像。可以建立最接近经分割乳房病变 (的重心9)的皮肤表面点10。平行度的数值可以被计算为病变长轴7和从病变中心到最近皮肤表面点11的方向向量之间的角α的正弦。因此，在该例子中，平行度可以取范围从 0到1的值，其中0用于完全不平行病变并且1用于平行病变。图2Β示出了备选的取向估计。能够计算病变沿最近皮肤表面点的方向的高度12 和病变沿垂直于最近皮肤表面点的方向的方向的宽度13。这些图或它们的比例是医生可能熟悉的病变的取向的备选指示。该高度和宽度可以以不同方式进行计算，例如作为大小足以包括病变的适当定位的有边界框的高度和宽度。或者，它可以作为椭球沿相关方向的直径进行计算。除了指示平行度的数值以外，可以给用户提供一个或多个倾斜MPR’s，例如由从病变到表面的方向向量和病变的最长/最短轴(每个平面一个)跨越的横截平面的MPR。这些视图可以被重组使得到皮肤表面的方向向量在图像平面中指向上。这样，获得的视图类似超声图像，原因是被可视化对象的取向类似于超声图像。这有助于使临床医生能够基于图像进行诊断。图3示出了以该方式生成的两幅图像。图3A显示了由从病变到表面的方向向量和病变的最长轴跨越的横截平面的MPR。图;3B显示了由从病变到表面的方向向量和病变的最短轴跨越的横截平面的MPR。图3A和图;3B都是3D动态对比增强MR数据集的MPR。该数据集包括时间序列的图像体积，其中的第一个显示非对比解剖结构。在第一体积图像的采集之后经静脉注射造影剂并且采集图像体积的时间序列以便成像造影剂的流入和流出。 为了病变形态学的视觉评估，通常显示通过从对比图像中的一个减去非对比图像构造的不同图像。图4示意性地示出了用于分析至少三维医学图像的系统。图4中所示的方框表示可以以许多不同方式实现的系统部件。例如，电子电路可以设在集成电路(IC)中，所述集成电路将为每个部件执行如下文所述的功能。然而，也有可能完全或部分作为软件模块实现部件中的一些或全部，所述软件模块可以存储在存储器71中。软件模块可以包括适合于由通用处理器72执行的计算机指令。可以提供用于协调若干模块的执行的控制模块73。 这样的控制模块73也可以采用软件模块的形式，所述软件模块存储在存储器71中并且适合于由处理器72执行。技术人员应当理解，存储器71和处理器72是硬件单元，而系统的其他模块可以根据当时的情况实现为软件或硬件。存储器71也可以用于存储图像数据、接收的数据、中间结果和输出数据。存储器71可以包括RAM存储器、ROM存储器、闪速存储器、 磁盘、可移动介质(例如⑶-ROM、⑶-RW、DVD)中的一个或多个。处理器可以包括在工作站中能够找到的中央处理单元。控制单元73可以负责启动各个模块中的一个或多个的动作。 或者，模块在不使用控制单元73的情况下相互作用。图4中的箭头指示模块之间的数据流。提供用于接收医学图像数据的输入65。这样的输入可以连接到医学图像扫描器 64，例如MRI扫描器或CT扫描器或能够生成至少三维图像的另一种成像设备。或者，输入 65可以连接到数据服务器，例如早先采集的数据存储在其上的图像存档与通信系统(未显示)。数据连接例如可以借助于诸如LAN或因特网的网络连接实现。可以提供预处理装置以执行由输入65接收的数据的图像预处理。这样的处理可以包括例如本领域中本身已知的图像增强技术。图像可以包括多个图像元素。如果图像是三维的，这些图像元素是体素。 图像元素具有与其关联的元素值。身体的不同组织通常与不同图像值关联。这允许分割。 本领域中本身已知的分割技术可以被应用于定位由图像表示的身体中的不同组织。附加地或备选地，等值面可以设在图像数据中。这样的等值面是指示元素值相同的图像中的位置的表面。从图像元素生成等值面可以是预处理的一部分，或者它可以是下文中所述的系统模块中的一个或多个的功能的一部分。可以提供用于识别由图像表示的病变4的病变检测器51。病变4可以通过使用诸如阈值比较或主动模型分割的分割技术进行检测，或者由用户使用诸如计算机鼠标的定点设备指不。在 T. Billow 等人的 “Segmentation of suspicious lesions in dynamic contrast-enhanced breast MR images”，SPIEMedical Imaging，第 6514 卷，2007 中描述了一种分割方法。可以提供用于识别由图像表示的对象的表面(5)的至少一部分的表面检测器52。 特别地，可以识别表面的一部分。可以通过使用已知的分割算法执行该表面检测。例如，如果表面是患者的皮肤表面，可以检测从组织到空气的过渡。然而，对象也可以是例如包括在身体中的器官。可以提供用于基于病变检测器51的输出和表面检测器52的输出建立病变4相对于表面5的至少一部分的取向的装置53。已知被识别病变和表面的被识别部分，更容易建立病变的取向。如下文中所述，例如可以借助于表面和病变的合适视图或借助于进一步图像处理技术建立这样的取向。从后一种可能性开始，病变检测器51可以包括用于将模型6拟合到病变4的模型拟合器M。这例如可以借助于自适应形状建模来执行。或者，可以将具有少量自由度的几何形状拟合到病变。这样的几何形状可以包括椭球并且自由度可以包括椭球的半径以及椭球的轴的方向向量。用于建立病变4的取向的装置53可以包括用于计算指示模型(6)相对于表面(5)的至少一部分的取向的取向值α的病变取向检测器56。例如，这样的取向值 α对应于椭球的纵轴和连接椭球的中心点和表面5上的点10的线之间的角。代替后一条线，可以使用在表面5的点10切向(或垂直)于表面5的向量。而且，病变的高度和宽度可以用作取向值。表面检测器52可以包括用于选择基本最接近病变4的表面5上的点10的表面点选择器61。例如，计算从病变(例如病变的中心)到表面5上的多个点中的每一个的距离， 并且将对应于最小距离的点选择作为基本最近点10。数值优化算法可以用于此。用于建立病变4的取向的装置53可以被布置用于建立病变4相对于最接近病变4的表面5上的点 10的取向。例如，可以关于基本最近点10计算取向值a。病变检测器51可以被布置用于检测由表面检测器52检测到的对象内部的病变。例如，对象可以包括身体，并且病变可以包括在身体中。用于建立病变4的取向的装置53可以包括用于根据基本垂直于表面的至少一部分的投影平面或交叉平面生成病变4的视图的视图生成器57。这样的投影或交叉平面提供或多或少沿着表面的视图；这允许诸如临床医生的观察者比较病变的取向和表面的取向。 以这样的方式，观察者可以视觉地评估取向并且估计取向值α。视图生成器57可以包括多平面重组生成器58。该多平面重组生成器58被布置用于生成对应于交叉平面的图像的多平面重组。这导致图像的至少一部分的横截面切片视图，其中，交叉平面限定横截面切片。备选地或附加地，视图生成器57可以包括三维景象绘制器59。这样的景象绘制器59例如可以基于诸如光线投射的直接体绘制技术，或者景象绘制器59可以被布置用于可以在预处理阶段或由景象绘制器59本身生成的一个或多个表面的表面绘制。景象绘制器59可以被布置用于绘制可视化病变4的至少一部分的视图，视图的观察方向基本平行于表面5的至少一部分。视图生成器57可以被布置用于生成这样的视图，在所述视图中表面5的至少一部分与视图的边界90基本重合。视图的边界90对应于视图的边缘。例如，如果视图被显示在显示器上的窗口中，则视图的边界可以对应于窗口的边缘。如果视图被全屏幕显示，则视图的边界可以对应于屏幕的边缘。可能需要旋转和/或平移图像使得表面与视图的边界重合。可以提供用于在视图中包括指示病变的长轴的注释的注释器62。这样的长轴很清楚地识别病变的取向。也有可能包括椭球和/或测得取向值α的注释。也可以提供其他注释，例如临床决定支持系统的输出。注释可以显示在屏幕上、打印或存储在患者电子文件中。
如上所述，病变检测器51可以包括用于将模型6拟合到病变4的模型拟合器M。 而且，视图生成器57可以包括用于基于拟合到病变4的模型6的取向和基于表面5的至少一部分确定投影平面或交叉平面的取向的装置60。模型可以具有与它关联的一个或多个方向向量，例如对应于椭球的主轴的方向向量，如果模型包括椭球的话。装置60可以被布置用于调节投影/交叉平面使得所述平面具有相对于模型的一个或多个方向向量的预定取向。这允许生成可复制的视图。模型拟合器M可以包括用于识别病变4的纵向方向7 (例如椭球的主轴)的方向检测器。视图生成器57可以被布置用于根据基本垂直于表面5的至少一部分和基本平行于病变4的纵向方向7的投影平面或交叉平面生成病变4的视图。这样病变的纵轴相对于表面被良好地可视化。用于建立病变4的取向的装置53的输出可以包括一个或多个取向值α和/或病变的一个或多个合适视图(例如以上述方式显示病变和/或表面的MPR)。该输出可以被提供给计算机辅助检测系统63或临床决定支持系统以用于基于病变4相对于表面5的至少一部分的取向根据临床相关性分类病变4。与病变相关的其他参数也可以用于分类中。计算机辅助检测系统63可以被布置用于将病变分类为良性病变或恶性病变。例如，如果高度 12小于宽度13，这可以由计算机辅助检测系统63用作良性病变的指标。在另一方面，如果高度12大于宽度13，这可以由计算机辅助检测系统63用作恶性病变的指标。本文所述的系统可以被专门布置用于处理乳房图像。在这样的情况下，表面5可以包括在图像中表示的乳房的皮肤表面(例如皮肤组织和空气之间的过渡)，并且病变4可以包括可能是恶性或良性的乳房病变，例如团块病变。一种分析至少三维医学图像的方法可以包括识别101由图像表示的病变4的步骤；识别102由图像表示的对象的表面5的至少一部分的步骤；和基于病变检测器51的输出和表面检测器52的输出建立103病变4相对于表面5的至少一部分的取向的步骤。应当理解的是本发明也可以扩展到适于实施本发明的计算机程序，特别是在载体上或载体中的计算机程序。程序可以采用源代码、目标代码、源代码和目标代码的中间代码 (例如部分编译形式)的形式或适合用于实现根据本发明的方法的任何其他形式。也应当理解这样的程序可以具有不同的架构设计。例如，执行根据本发明的方法或系统的功能的程序代码可以被细分为一个或多个子例程。技术人员将显而易见在这些子例程当中分配功能的许多不同方式。子例程可以一起存储在一个可执行文件中以形成独立程序。这样的可执行文件可以包括计算机可执行指令，例如处理器指令和/或解释器指令(例如Java解释器指令)。或者，子例程中的一个或多个或全部可以存储在至少一个外部库文件中并且例如在运行时静态地或动态地与主程序链接。主程序包含对子例程中的至少一个的至少一次调用。而且，子例程可以包括彼此的函数调用。与计算机程序产品有关的一个实施例包括对应于所述方法中的至少一个的每个处理步骤的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程和/或存储在可以静态地或动态地链接的一个或多个文件中。与计算机程序产品有关的另一个实施例包括对应于所述系统和/或产品中的至少一个的每个装置的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程和/或存储在可以静态地或动态地链接的一个或多个文件中。计算机程序的载体可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如，载体可以包括
10诸如ROM的存储介质，例如CD ROM或半导体ROM，或者磁记录介质，例如软盘或硬盘。载体还可以是可以经由电缆或光缆或者通过无线电或其他手段输送的可传输载体，例如电或光信号。当程序体现在这样的信号中时，载体可以由这样的缆线或其他设备或手段构成。或者，载体可以是程序嵌入其中的集成电路，所述集成电路适于执行或用于执行相关方法。
应当注意上述实施例举例说明而非限制本发明，并且本领域的技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离权利要求书的范围。在权利要求中，置于括号中的任何附图标记不应当理解为限制权利要求。动词“包括”及其变化形式的使用并不排除除了权利要求中所述的那些以外的元件或步骤的存在。在元件之前的冠词“一”并不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件或借助于合适编程的计算机实现。 在列举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可以由硬件的同一个部件体现。某些量度在相互不同的从属权利要求中被列举的简单事实并非指示不能有利地使用这些量度的组合。
权利要求
1.一种用于分析至少三维医学图像的系统，包括用于识别由所述图像表示的对象的表面(5)的一部分的表面检测器(52)； 用于识别包括在所述对象中并且由所述图像表示的病变⑷的病变检测器(51)；以及用于基于所述病变检测器(51)的输出和所述表面检测器(5 的输出建立所述病变 (4)相对于所述表面(5)的所述部分的取向的装置(53)。
2.根据权利要求1所述的系统，所述病变检测器(51)包括用于将模型(6)拟合到所述病变(4)的模型拟合器(M)，并且用于建立所述病变(4)的取向的所述装置(53)包括用于计算指示所述模型(6)相对于所述表面(5)的所述部分的取向的取向值(α)的病变取向检测器(56)。
3.根据权利要求1所述的系统，所述表面检测器(5 被布置用于选择基本最接近所述病变的所述表面(10)的部分。
4.根据权利要求1所述的系统，用于建立所述病变(4)的所述取向的所述装置包括用于根据基本垂直于所述表面的所述部分的投影平面或交叉平面生成所述病变(4)的视图的视图生成器(57)。
5.根据权利要求4所述的系统，所述视图生成器(57)包括用于生成对应于所述交叉平面的图像的多平面重组的多平面重组生成器(58)。
6.根据权利要求4所述的系统，所述视图生成器(57)包括用于绘制可视化所述病变(4)的至少一部分的图像的视图的三维景象绘制器(59)，所述视图的观察方向基本平行于所述表面(5)的所述部分。
7.根据权利要求4所述的系统，所述视图生成器(57)被布置用于生成这样的视图，在所述视图中所述表面(5)的所述部分与所述视图的边界(90)基本重合。
8.根据权利要求4所述的系统，还包括用于在所述视图中包括指示所述病变的长轴的注释的注释器(62)。
9.根据权利要求4所述的系统，所述病变检测器(51)包括用于将模型(6)拟合到所述病变(4)的模型拟合器(M)，所述视图生成器(57)包括用于基于拟合到所述病变(4)的所述模型(6)的取向和基于所述表面( 的所述部分确定所述投影或交叉平面的取向的装置 (60)。
10.根据权利要求9所述的系统，所述模型拟合器(54)包括用于识别所述病变(4)的纵向方向(7)的方向检测器，所述视图生成器(57)被布置用于根据基本垂直于所述表面(5)的所述部分且基本平行于所述病变的所述纵向方向(7)的投影平面或交叉平面生成所述病变的所述视图。
11.根据权利要求2所述的系统，还包括用于基于所述取向值(α)根据临床相关性分类所述病变的计算机辅助检测系统(63)。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述表面(5)包括在所述图像中表示的乳房的表面，并且所述病变(4)包括乳房病变。
13.—种医学成像仪器，包括根据权利要求1所述的系统和用于提供所述至少三维图像的医学图像扫描器(64)。
14.一种分析至少三维医学图像的方法，包括识别(101)由所述图像表示的对象的表面(5)的一部分；识别(10 包括在所述对象中并且由所述图像表示的病变；以及基于病变检测器(51)的输出和表面检测器(5 的输出建立(10 所述病变(4)相对于所述表面(5)的所述部分的取向。
15. 一种计算机程序产品，包括用于使计算机化系统执行根据权利要求14所述的方法的指令。
全文摘要
一种用于分析至少三维医学图像的系统包括用于识别由图像表示的病变(4)的病变检测器(51)。表面检测器(52)识别由图像表示的对象的表面(5)的至少一部分。提供用于基于病变检测器(51)的输出和表面检测器(52)的输出建立病变(4)相对于表面(5)的至少一部分的取向的装置(53)。模型拟合器(54)将模型(6)拟合到病变(4)。用于建立病变(4)的取向的装置(53)包括用于计算指示模型(6)相对于表面(5)的至少一部分的取向的取向值(α)的病变取向检测器(56)。
文档编号G06T7/00GK102197413SQ200980143030
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月19日 优先权日2008年10月29日
发明者T·比洛 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
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