[发明专利]基于超声的病理自动化检测、量化和追踪的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

该非临时申请根据美国专利法§119(e)要求了2011年9月6日提交的美国临时专利申请序列号61/531,165的优选权，其通过引用而全部结合于此。

技术领域

本公开的实施例涉及超声成像，并且更具体地涉及随着时间推移的、肌肉骨骼病理的基于自动化超声的检测、量化、和追踪的系统和方法。

背景技术

关节炎是常见的致残原因，尤其是在老年人群中，并且在美国它是最慢性的疾病之一。一般地，当前的肌肉骨骼实践很大程度上依靠训练有素的放射科医生执行并且分析感兴趣解剖的图像。遗憾地，该实践在向患者提供医护理方面导致额外的时间和成本。

当前，在诊断关节炎方面使用类似计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)成像、X射线等的成像技术。然而，类似X射线的模态需要使用解剖的2D投影并且未能画出解剖底层3D结构的精确图画。而且，类似CT和MR的其他成像方法相对昂贵并且对于某些群体的患者(例如，带有起搏器的患者不能经历MR扫描)是禁忌。

超声成像提供相对廉价的成像方法。超声成像中的新发展已经导致本领域当前状态的超声装置，其拥有满意的高图像分辨率和易用性。这些发展已经导致临床研究以及每日护理实践点使用超声增加。因此，使用超声的风湿病医生的数量多年来一直在稳步增加。此外，改进的超声技术已经导致更高频率的超声探头，其非常适合于对相对浅的解剖结构成像(就肌肉骨骼成像的一般情况而言)。

尽管超声有多种优势，制约超声在护理点的使用的重要因素已成为这样的事实：执行超声扫描需要有经验和受训的临床医生。另外，使用2D超声甚至在相对熟练的超声医师中导致主观诊断。此外，可在类似骨侵蚀的肌肉骨骼病理的检测中采用三维(3D)(体积)超声。3D成像还允许量化特定肌肉骨骼病理的进展，这在确定疾病阶段和对应的治疗方面将是非常有价值的。

因此期望的是，设计和开发提供病理更快速且更准确诊断和对类似肌肉骨骼病理的病理提供治疗响应的评估的专门的方法和系统。特别地，期望开发这样的方法和系统，其允许带有更大易用性、更短的学习周期、更快的检查时间的病理的检测、量化和/或追踪、以及减少操作者依赖性。

发明内容

根据本技术的方面，呈现用于检测病情的自动化方法。该方法包括识别一个或多个图像数据集中的骨表面，其中该一个或多个数据集对应于感兴趣对象中的感兴趣区。此外，该方法包括基于对应的识别的骨表面分割对应于该一个或多个图像数据集的关节囊区。另外，该方法包括分析分割的关节囊区来识别病情。还呈现包括一个或多个有形介质的非暂时性的计算机可读介质，其中该一个或多个有形介质包括适于执行用于检测病情的自动化方法的代码。

根据本技术的方面，呈现用于检测病情的自动化系统。该系统包括检测平台，其中该检测平台包括：骨表面识别模块，其配置成识别一个或多个图像数据集中的骨表面，其中该一个或多个图像数据集对应于感兴趣对象中的感兴趣区；关节囊分割模块，其配置成基于对应的识别的骨表面确定该一个或多个图像数据集中的关节囊区；以及分析模块，其配置成识别分割的关节囊区中的病情。

根据本技术的又一个方面，呈现成像系统。该系统包括采集子系统，其配置成获得对应于感兴趣对象中的感兴趣区的多个图像数据集。此外，该系统包括处理子系统，其与采集子系统操作关联并且包括检测平台，其中该检测平台包括：骨表面识别模块，其配置成识别一个或多个图像数据集中的骨表面，其中该一个或多个图像数据集对应于感兴趣对象中的感兴趣区；关节囊分割模块，其配置成基于对应的识别的骨表面确定该一个或多个图像数据集中的关节囊区；以及分析模块，其配置成识别分割的关节囊区中的病情。

附图说明

当下列详细描述参照附图(其中类似的符号代表整个图中类似的组件)阅读时，本发明的这些和其他特征、方面和优势将变得更好理解，在附图中：

图1是根据本技术的方面、用于超声图像中的病理的自动化检测、量化和追踪的系统的示意图示；

图2是供在图1的系统中使用的超声成像系统的示意图示；

图3是根据本技术的方面、图1的系统的一个实施例的示意图示；

图4是根据本技术的方面、描绘用于超声图像中的病理的自动化检测、量化和追踪的示范性方法的流程图；

图5是正常的骨关节的示意图示；

图6是根据本技术的方面、在图4的方法中识别骨表面的步骤的示意图示；

图7是掌指(meta-carpophalangeal)关节的示意图示；