用于组织特征化的基于并行树的样式辨识的制作方法

用于组织特征化的基于并行树的样式辨识的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容总体上涉及医学感测的领域，并且更具体地涉及在诊断和处置疾病中使用的用于分析医学成像数据并特征化被成像的组织的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在诊断和核实疾病处置的成功水平中的创新已经从外部成像处理迀移到内部诊断处理。具体地，已经开发了借助于超微型传感器用于诊断血管堵塞和其他血管疾病的诊断仪器和处理，所述超微型传感器被放置在用于导管插入流程的柔性伸长构件(例如，导管或导丝)的远端上。例如，已知的医学感测技术包括血管造影、血管内超声(IVUS)、前景IVUS(FL-1VUS)、血流储备分数(FFR)确定、冠状动脉血流储备(CFR)确定、光学相干断层摄影(OCT)、经食道超声心动描记以及图像引导的治疗。这些技术中的每个可以更好地适合于不同的诊断情形。为了增加成功处置的机会，健康护理设施在流程期间可以在场具有大量的成像、处置、诊断和感测模态。
[0003]医学成像中的样式辨识基于特性标识来识别生物结构和无机结构，并且对它们进行加亮以用于查看，因此向操作者提供对成像区的更好的描绘。在诊断和治疗应用两者中已经使用了用于辨识组织和组织类型的方法和系统。例如，美国专利第6200268号的标题为“VASCULAR PLAQUE CHARACTERIZAT1N”、美国专利第6381350号的标题为“INTRAVASCULAR ULTRASONIC ANALYSIS USING ACTIVE CONTOUR METHOD AND SYSTEM，，、美国专利第7074188号的标题为“SYSTEM AND METHOD OF CHARACTERIZING VASCULAR TISSUE”、美国专利第 7175597 号的标题为“N0N-1NVASIVE TISSUE CHARACTERIZAT1N SYSTEM ANDMETHOD”、美国专利第 7215802 号的标题为 “SYSTEM AND METHOD FOR VASCULAR BORDERDETECT1N”、美国专利第 7359554 号的标题为 “SYSTEM AND METHOD FOR IDENTIFYINGA VASCULAR BORDER”、美国专利第 7627156 号的标题为“AUTOMATED LES1N ANALYSISBASED UPON AUTOMATIC PLAQUE CHARACTERIZAT1N ACCORDING TO A CLASSIFICAT1NCRITER1N”、以及美国专利第 7988633 号的标题为 “APPARATUS AND METHOD FOR USE OFRFID CATHETER INTELLIGENCE”更加详细地公开了样式辨识，并且通过引用将其整体并入本文。
[0004]尽管用于辨识组织和组织类型的这些方法和系统已经总体上充分证明，但是在成像和治疗应用中的进展已经使样式辨识越来越集中于患者护理。因此，准确度和速度是最为重要的。由于这些原因和其他原因，组织样式辨识中的另外的进展具有可测量地提高患者预后的潜力。

【发明内容】

[0005]本公开内容的实施例提供了一种使用多个独立特征化模型来用于组织特征化的增强的系统和方法。
[0006]在一些实施例中，提供了一种用于分析医学成像数据的方法。所述方法包括接收医学成像数据集并且接收独立组织特征化模型集。所述独立组织特征化模型集中的每个应用于所述医学成像数据集，以便获得多个中期分类结果。执行对所述多个中期分类结果的仲裁以确定针对所述医学成像数据集的构成组织。在一个这样的实施例中，所述独立组织特征化模型集中的每个并行应用于所述医学成像数据集。在另一这样的实施例中，所述独立组织特征化模型集中的每个同时应用于所述医学成像数据集。在另外的这样的实施例中，所述方法还包括结合所述医学成像数据集的图像表示来显示所确定的构成组织。
[0007]在一些实施例中，提供了一种医学数据处理系统。所述系统包括:传感器I/O接口，其能操作用于接收来自成像器械的成像数据；以及多个分类核，其每个能操作用于接收独立特征化模型并将各自的所述独立特征化模型应用于所接收的成像数据以产生中期组织识别。所述系统还包括加权模块，所述加权模块能操作用于接收来自所述多个分类核中的每个的所述中期组织辨识，并且能操作用于基于仲裁方案根据所述中期组织识别来确定构成组织。在一个这样的实施例中，所接收的独立特征化模型中的每个包括分类树，并且所述多个分类核中的每个还能操作用于贯穿各自的所述分类树以产生所述中期组织识别。在另外的这样的实施例中，所述加权模块还能操作用于将投票方案应用于所述中期组织识别以确定所述构成组织。在又另外的这样的实施例中，所述投票方案基于与所述中期组织识别中的每个相关联的确定性对投票进行加权。
[0008]在一些实施例中，提供了一种用于构建组织特征化模型的方法。所述方法包括接收成像数据样本，并且将所述成像数据样本与观察到的对应组织学关联，以确定针对所述成像数据样本中的每个的构成组织。所述成像数据样本被分组成多个组。基于被分组成各自的所述组的成像数据样本，针对所述多个组中的每个组构建组织特征化子模型。所述组织特征化子模型中的每个能独立操作用于特征化未知成像数据样本。在一个这样的实施例中，所述子模型中的每个包括分类树。在另外的这样的实施例中，对所述成像数据样本的所述分组利用随机分组方案。
[0009]本公开内容的系统和方法执行关于医学感测数据的样式辨识，并且从而可以识别组织、组织类别、无机材料和/或其他合适的有机结构和无机结构。在一些实施例中，多个独立的模型或子模型用于识别组织。由于与单个单片模型相比，所述模型是基于减少的参考样本集的，因此每个模型可以比所述单片模型更简单，具有更少的分枝和更大的确定性(尽管未必更大的个体准确度)。简化提高了辨识速度并减少了修剪的需要，这可以对预测准确度做出让步。归因于每个模型的独立性质，在一些实施例中，所述模型可以被独立地应用作为在多线程或多核处理器上的单独线程。这还可以提高辨识速度。如另外的优点，在一些实施例中，多个并行模型减少了在用于构建树的参考数据集中的统计离群值的影响。当然，应当理解，这些优点仅仅是示范性的，并且对于任何具体实施例不要求具体优点。
[0010]根据以下的详细描述，本公开内容的额外方面、特征和优点将变得明显。
【附图说明】
[0011]将参考附图描述本公开内容的图示性实施例，其中:
[0012]图1是根据本公开内容的一些实施例的包括医学感测数据处理系统的医学系统的示意图。
[0013]图2是根据本公开内容的一些实施例的医学感测系统的示意图。
[0014]图3是根据本公开内容的一些实施例的由医学感测系统收集的示范性信号的图形表示。
[0015]图4是根据本公开内容的一些实施例的成像信号集的示范性显示的图。
[0016]图5是根据本公开内容的一些实施例的用于建立组织特征化模型的方法的流程图。
[0017]图6是根据本公开内容的一些实施例的用于组织样式辨识的示范性分类树的图。
[0018]图7是根据本公开内容的一些实施例的已经经历了用于建立组织特征化模型的方法的成像数据集的图形图示。
[0019]图8是根据本公开内容的一些实施例的用于建立并入多个并行子模型的组织特征化模型的方法的流程图。
[0020]图9是根据本公开内容的一些实施例的图1和图2的数据处理系统的部分，包括样式辨识引擎的功能方框图。
[0021]图10是根据本公开内容的一些实施例的用于适合于使用样式辨识引擎来运行的组织特征化的方法的流程图。
[0022]图11是根据本公开内容的一些实施例的用于显示被特征化的组织的示范性用户接口的图。
【具体实施方式】
[0023]为了促进对本公开内容的原理的理解的目的，现在将参考在附图中图示的实施例，并且具体语言将用于对其进行描述。然而，应当理解，不旨在限制本公开内容的范围。如本领域技术人员将正常地对本公开内容所涉及的内容所做出的，完全预期对所描述的设备、系统和方法的任何改变和另外的修改，以及对本公开内容的原理的任何另外的应用，并且其被包括在本公开内容之内。具体地，完全预期关于一个实施例描述的特征、部件和/或步骤可以与关于本公开内容的其他实施例描述的特征、部件和/或步骤进行组合。然而，为了简洁的目的，将不单独描述这些组合中的很多迭代。
[0024]图1是描绘根据本公开内容的一些实施例的包括医学感测数据处理系统101的医学系统100的示意图。总体上，医学系统100提供多种形式的采集和处理元件的相干集成和联合，所述处理元件被设计为对各种方法敏感，所述各种方法用于采集和解读人类生物生理学和形态学信息和对各种状况的协同处置。更具体地，在系统100中，医学感测数据处理系统101是用于医学感测数据的采集、控制、解读和显示的集成设备。在一个实施例中，处理系统101是具有硬件和软件的计算机系统，所述硬件和软件用于采集、处理和显示多模态医学数据，但是，在其他实施例中，处理系统101可以是能操作用于处理医学数据的任何其他类型的计算系统。在处理系统101是计算机工作站的实施例中，所述系统包括至少处理器(例如，微控制器或专用中央处理单元(CPU))、非瞬态计算机可读存储介质(例如，硬盘驱动、随机存取存储器(RAM)和/或光盘只读存储器(⑶-ROM))、视频控制器(例如，图形处理单元(GPU))以及网络通信设备(例如，以太网控制器或无线通信控制器)。在这方面，在一些具体实例中，处理系统101被编程为运行与本文中描述的数据采集和分析相关联的步骤。相应地，应当理解，与本公开内容的数据采集、数据处理、器械控制和/或其他处理或控制方面有关的任何步骤可以由处理系统使用可由处理系统访问的被存储在非瞬态计算机可读介质上或中的对应指令来实施。在一些实例中，处理系统101是便携式的(例如，手持式、在滚动车上等)。而且，应当理解，在一些实例中，处理系统101包括多个计算设备。在这方面，具体应当理解，本公开内容的不同处理和/或控制方面可以使用多个计算设备来单独地实施或在预定义分组之内实施。下面描述的在多个计算设备上的处理和/或控制方面的任何划分和/或组合在本公开内容的范围之内。
[0025]在图示的实施例中，医学系统100被部署在具有控制室104的导管室102中，处理系统101被定位在控制室中。在其他实施例中，处理系统101可以被定位在其他地方，例如，在导管室1