[发明专利]跨时间和跨形态的医学诊断

说明书

技术领域

本发明涉及用于影像分析的数字影像处理方法，特别是涉及在医学影像中不同性质组织(例如，异常和正常组织)的跨时间和跨形态检查。

背景技术

医学应用的数字成像技术在二十世纪七十年代通过例如计算机断层显像(CT)扫描仪的临床使用而实现。自那以后，x线成像的使用和数字计算机及新的影像学(例如，超声波和核磁共振成像(MRI))的出现一起促进了诊断成像技术。

数字医学成像技术的使用为保健带来了益处。例如，采用数字医学成像和影像处理技术已使查看脑部、肾、手臂和腿部及心脏中血管的血管造影程序受益。

借助于数字影像，计算机化多维(例如，空间和时间)影像分析成为可能。多维影像分析可在诸如身体部分序列影像体扫描中更改自动量化(构造或功能)、异物定位、持续诊断再现及诸如此类等应用中使用。

另外，不同的医学影像学产生了提供人体功能和构造不同视图的影像，借助于正确的医学影像处理软件和可视化工具，可能大大增强诊断准确性。例如，X线计算机断层显像(CT)和核磁共振成像(MRI)可展示头部构造，并提供少量的功能信息。正电子发射断层显像(PET)和单光子发射计算机断层显像(SPECT)扫描显示脑部功能方面，并允许新陈代谢测量但构造描绘差。此外，CT和MRI影像描述了补充形态特征。例如，骨骼和钙化在CT影像上看到的效果最佳，而MRI可更好地区分软组织结构。诸如MRI和CT的形态通常提供某些身体部分的许多影像。

众所周知，从不同维(空间和时间)或形态获得的信息经常是有着差别或补充性质。在当前的临床环境内，这种差别或补充影像信息是临床诊断环境，并且也是外科和放射治疗手术程序的计划和评估区域中大量应用的组成部分。

为有效地使用差别或补充信息，医生使用目视调准系统将不同维或不同形态的影像特征叠加在一起。不过，多个影像相对于彼此的此类协调特别困难，即使是象经验丰富的放射治疗师等得到良好培训的医务人员也难以保持和正确理解一系列医学影像，以便可制定对患者当前医疗状况最适合的治疗方法。

医务人员遇到的另一个问题是从当前医学影像装置获得的大量数据和许多影像。在一次标准扫描中收集的影像数量可超过100幅，并且经常数量是数百幅。要使医务人员正确的查看每幅影像，这要大量的时间，并且对于当前医疗技术提供的许多影像，细致地检查所有数据需要大量时间。

因此，需要一种有效的方案，可使用影像处理/计算机视觉技术自动检测/诊断疾病。

公开的美国专利申请2004/0064037(Smith)涉及用于处理医学影像的基于规则的方案，它通过引用结合于本文。其技术应用预设计的规则，这些规则指定要分类或处理医学影像数据的方式。设计的规则可包括从可用规则中选择的规则，修改/自定义它们以生成新规则，或者提供全新的规则。但是，Smith的技术未能示教如何检查患者的跨时间、跨形态医学影像，以便可执行可靠和准确的诊断与手术方案。

公开的美国专利申请2003/0095147(Daw)涉及具有分析状态指示符的用户界面，它通过引用结合于本文。Daw描述了一种医学影像处理和可视化的方法。在对影像执行此类数据分析时，在显示的左上角提供分析指示符，从而提供在执行或已执行的有关数据的任何计算机分析结果和状态的查看指示。Daw的系统提供的功能无法自动检测和区分与对造影增强剂有不同时间响应的成像材料(组织)对应的影像区。申请人注意到此类功能对使用MRI造影增强影像诊断恶性和良性乳腺肿瘤特别有用。

美国专利6353803(Degani)涉及一种设备和方法，用于监视其中有液体流动并且具有在系统中空间随时间而更改的特征的系统，该专利通过引用结合于本文。系统中预选择的位置受到监视，以便在与系统事件相关的两个或更多个时间点收集数据。该数据是某个系统参数的指示，该参数随着作为与系统选取和消除行为有关的至少两个变量的函数的时间而变化。

此类曲线/参数的研究已临床用于识别和描绘恶性或良性类肿瘤，但由于通常良好的敏感性但经常很差的特异性原因，成功性一直反复不定(例如，参见“乳腺的MRI”(S.C.Rankin“MRI of the breast”，Br.J.Radiol 73，pp 806-818，2000))。

虽然此类系统在其特定应用上可实现一定程度的成功，但医学影像分析需要一种改进的数字影像处理方法，克服上述问题并解决上述功利需要。