[发明专利]使用时间减影技术对间隔变化的视觉增强

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善从在不同时间采集的医学图像中对病理变化的检测的视觉增强技术。

背景技术

患者随访是放射科医生的日常临床实践的主要部分。为了检测病理变化，例如肺中生长的小结、间质浸润和胸腔积液，将当前的胸腔图像与先前记录的图像进行比较。时间减影是帮助放射科医生进行该耗时任务的一种流行技术。先前图像在正确对准和翘曲(warping)之后从当前图像被减影，以便在视觉上增强病理变化。几项研究已经表明，具有时间减影的系统显著地增大了数字胸部放射照片中的间隔变化的检测速度。研究也已表明，所述技术也正面地影响了放射科医生的判读时间。几项研究已经将CT图像的时间减影应用于癌症检测。如今，胸部放射照片的时间减影已进入商业上可用的CAD系统。

在从一幅图像减影另一幅之前，需要对准对应的解剖结构以便从减影图像中除去无关信息。胸腔的计算机放射摄影或计算机断层扫描图像遭受由于患者姿势和吸气的差异而引起的对应结构的3D移位所导致的非刚性几何失真，这诉诸于非刚性配准算法的选择。另一方面，非刚性翘曲具有改变损伤大小的有害效果。先前图像中的肿瘤可能被放大以便匹配当前图像中的肿瘤，使得在减影图像中无法观察到变化。因此，大多数作者使用不允许大的局部变形的翘曲技术。例如，D.Loeckx等人的“Temporal subtraction of thorax CR images using a statisticaldeformation model”，IEEE Trans.Med.Imag.22(11)，pp.1490-1504，2003应用了PCA变形场，该PCA变形场在典型变形上被训练以便捕获吸气和姿势差异模式。

本发明的一个方面是提供一种显现医学图像中的对应结构之间的时间差异的方法，其克服了现有技术的缺陷。

根据以下给出的描述，本发明的其他方面将变得显而易见。

发明内容

上述方面由如权利要求1中所述的方法来提供。

本发明公开了一种可选的减影技术，其使用卷积滤波器来避免在精确配准的情况下病理变化在减影图像中消失。所述方法对于用于肺癌随访的胸腔的时间CT数据集被证实，并且可与使用自动客观度量的常规减影技术相比。

所述卷积借助于窗函数来执行，所述窗函数在一个实施例中是平均函数。可以设想各种可选的函数。

所述窗函数的大小优选与所述结构的尺寸相关。它优选地具有与所述结构的尺寸类似的尺寸。

本发明通常作为计算机程序产品被实施，该计算机程序产品适于当在计算机上运行并被存储在计算机可读介质上时执行权利要求中任何一项所述的方法。

附图说明

图1在三个正交视图中一起示出原始扫描和随访扫描，每当用户点击新视点时，所述视图就被更新。两幅图像被同时显示，使得与视点q重合的图像点是根据变形场的对应点。应用于浮动图像的唯一变换是平移，使得病变的大小被保持。

图2说明变形场(c)把模拟的参考小结(b)几乎完全地变形到浮动小结(a)上。所变形的浮动小结通过根据变形场对浮动小结进行插值来估计。差图像(d)然后通过从参考图像中减影所变形的浮动来计算。当完全配准时，时间减影并不增强间隔变化。强度范围对于(a)和(b)是从0到1，并且在(d)中是从-1到1。

图3：分别考虑浮动(a)和参考(b)图像中对应的体素g(r)和r。应用了一种计算减影图像的可选方法，而不是减去对应的强度值，其将产生零值体素。在朝着该解决方案的第一步骤中，通过将强度与以感兴趣体素为中心的模板H_w相结合来计算两幅图像中在围绕对应体素的区域中可获得的密度的大小(c-d)。由于模拟的小结已经生长，所以在r处的参考图像中的密度大小将大于在g(r)处的浮动图像中的大小。