医学图像的自动质量控制的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于自动质量控制的方法及系统。根据本发明的用于医学图像（B）的自动质量控制的系统包括：被设计为借助成像设备（1）进行图像的拍摄（A）的拍摄单元（AE），以及与该拍摄单元空间分离地布置的被设计为用于图像的处理（V）的处理单元（VE）。本发明基于的想法是，将被设计为用于分析（Ay）图像、用于评估（Bu）分析以及用于计算评估信号（BuS）的分析单元（AyE）与拍摄单元相关联，并且分析单元（AyE）还被构造为，所述分析（Ay）至少包括一部分处理（V）。通过对图像的、至少包括一部分常规处理步骤的直接分析（Ay），能够实现对评估信号的直接评估（Bu）以及直接计算，由此更快并更可靠地评估图像。
【专利说明】医学图像的自动质量控制
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于医学图像的自动质量控制的系统以及一种用于医学图像的自动质量控制的方法。
【背景技术】
[0002]诸如磁共振断层造影(MRT)、计算机断层造影(CT)或旋转血管造影的成像方法是医学诊断的基本组成部分。现代成像方法以数字化的拍摄技术为基础，该拍摄技术可以进行计算机辅助的拍摄处理。对于许多成像方法(例如断层造影方法)，计算机辅助的拍摄处理甚至是必须的。拍摄处理例如包括以下步骤，如建立截面图、配准图像、融合多个图像、分割或绘制(Rendering)，以便能够在显示屏上输出三维数据组。例如应当避免根据错误的拍摄参数(如拍摄区域、拍摄频率或辐射强度)的有误差的拍摄。一方面，重复拍摄原则上意味着更多的时间花费和成本花费以及依据所选择的成像方法具有附加的剂量曝露。另外，在常规的医学领域工作流程中，当患者已经离开治疗装置时，才呈现已处理的图像。通常当图像被处理以后，即，当患者离开治疗装置后，有误差的拍摄才会被披露。由此对于新拍摄，提高了时间花费和成本花费。另外，没有为处理过的图像设置自动的质量过滤器，从而经常由治疗的医生或放射技师(MTRA)来决定图像的质量。
[0003]US7672491B2公开了一种计算机辅助的方法，用于医学成像的自动决定辅助，包括以下步骤:
[0004]-以图像数据拍摄图像，
[0005]-从图像数据中提取特征性数据，
[0006]-借助提取的特征性数据来自动评估在图像中的误差，其中，误差相应于图像的诊断特性，
[0007]其中，借助提取的特征性数据如下地实施对误差的自动评估:查询通过已知情况的信息得出的样品的数据库，以便识别类似的样品；并且使用与识别到的类似样品相关联的信息，以便确定诊断特性。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是，更快并更可靠地评估医学图像。
[0009]下面描述了关于要求保护的系统以及关于要求保护的方法的技术问题的根据本发明的解决方案。在此提到的特征、优点或替换实施方式同样也可以转用到其它要求保护的内容，并且反之亦然。换言之，也可以利用结合方法描述的或要求保护的特征来扩展(例如针对系统的)具体的权利要求。在此，通过相应的具体模型构造相应的方法的功能特征。
[0010]根据本发明的用于医学图像的自动质量控制的系统包括被设计为用于借助成像设备拍摄图像的拍摄单元以及与该拍摄单元空间分离地布置的、被设计为用于图像处理的处理单元。本发明基于的想法是，将被设计为用于分析图像、用于评估分析以及用于计算评估信号的分析单元与拍摄单元相关联，并且该分析单元还被构造为，分析至少包括一部分处理。通过至少包括一部分常规处理步骤的、对图像的直接分析，能够实现对评估信号的直接评估以及直接计算，由此更快并更可靠地评估图像。更快并更可靠的评估还带来总计加速的诊断工作进程。特别是可以在患者离开拍摄装置之前识别有误差的拍摄，从而能够直接开始新拍摄。因此，在第一拍摄有误差的情况下，避免患者为了新拍摄而重新到来。[0011]在另一种实施方式中，将拍摄单元设计为执行一系列的拍摄，其中，分析和评估至少包括对一系列所拍摄的系列图像的一部分进行的分析和评估。由此也能够更快并更可靠地评估全部图像系列。
[0012]在另一种实施方式中，将拍摄单元设计为，根据评估信号来中断图像系列的拍摄，由此避免了在有误差的设置下的拍摄。
[0013]在另一种实施方式中，图像分析包括图像分割，由此简化了图像呈现，特别是关于结构识别的图像呈现。
[0014]在另一种实施方式中，所述分析包括识别至少一个身体结构，由此提高了随后的评估的说服力。
[0015]在另一种实施方式中，所述评估包括计算用于图像拍摄的改良过的参数，从而新的拍摄得到改良过的图像。
[0016]在另一种实施方式中，所述评估包括借助与拍摄单元相关联的输出单元以符号和/或文字的形式输出评估信号，从而使医学设备的操作员可以直接识别评估信号的含义。
[0017]在另一种实施方式中，将系统设计为将分析结果从分析单元传输到处理单元。因为通过分析单元预先进行了处理步骤，所以通过传输分析结果而简化并缩短了处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]以下借助在附图中所示的实施例更详细地描述和解释本发明。附图中:
[0019]图1示出了用于自动质量控制的系统；
[0020]图2示出了用于自动质量控制的系统的示意图；以及
[0021]图3示出了用于自动质量控制的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了用于自动质量控制的系统。这里所示的系统在此被构造为装置。该系统包括成像设备I，即，例如是MRT设备或X射线设备。在这里所示的实施方式中，成像设备I是CT设备，其使用包括辐射发射器8以及辐射探测器9的拍摄单元AE。辐射发射器8典型是X射线管。CT设备的辐射探测器9典型是行探测器或平面探测器，其也可以被构造成闪烁计数器或CXD照相机。在进行医学图像B的拍摄A时，患者5位于患者卧榻6上，该患者卧榻与卧榻基座4连接，即该基座支撑具有患者5的患者卧榻6。该患者卧榻6沿拍摄方向移动患者5穿过拍摄单元AE的开口 10。在移动期间，建立患者5的检查区域的图像B。
[0023]医学设备I例如也可以是MRT设备。在MRT设备中，以至少一个HF线圈的形式构造拍摄单元AE。在此，单个HF线圈既可以被构造成辐射发射器8，又可以被构造成辐射探测器9。HF线圈特别可以是局部线圈，例如是头部线圈或膝部线圈。
[0024]图像B可以单纯由二维的像素或三维的体素组成，并且其既可以在空间域中也可以在频率域中呈现。特别地，在这里要求保护的分析Ay之前，例如通过基于断层造影的拍摄A建立了的二维剖面图，已经可以预先处理该图像B。
[0025]由拍摄单元AE所拍摄的图像B被传输到在这里被集成在计算机内的分析单元AyE。该分析单元AyE与医学设备I并且由此与拍摄单元AE空间关联，特别地，分析单元AyE以及拍摄单元AE可以共同位于第一房间2内。另外，分析单元AyE与输出单元11以及输入单元7连接。
[0026]所述系统还包括处理单元VE，其与分析单元AyE以及拍摄单元AE空间分离，例如这里所示地位于第二房间3内。处理单元VE被集成在计算机内，并且与第二输出单元12以及第二输入单元13连接。
[0027]输出单元11和第二输出单元12例如分别是一个(或多个)IXD屏幕、等离子屏幕或OLED屏幕。在输出单元11或第二输出单元12上的输出例如可以包括图像B以及分析和处理过的图像B的输出。输入单元7和第二输入单元13例如分别是键盘、鼠标、所谓的触屏也或者是用于语音输入的麦克风。
[0028]图2示出了用于自动质量控制的系统的示意图。在此，成像设备I (例如CT设备或MRT设备)的拍摄单元AE被设计用于图像B的拍摄A。由拍摄单元AE所拍摄的图像B被传输到分析单元AyE,其中该分析单元AyE被设计用于图像B的分析Ay、用于分析Ay的评估Bu以及用于分析信号BuS的计算。分析单元AyE与拍摄单元AE相关联，从而两者位于第一房间2。另外,输出单兀11位于第一房间2内，在该输出单兀上可以输出评估信号BuS、图像B或分析过的图像B。为了另外的图像B的拍摄A，也可以将评估信号BuS发送到拍摄单元AE。
[0029]另外，将图像B直接传输到位于第二房间3内的处理单元VE。该处理单元VE被设计用于图像B的处理V。分析单元AyE还可以直接将分析Ay的结果Er传输到处理单元VE0在与处理单元VE连接的第二输出单元12上既可以输出图像B，也可以输出处理过的图像B或结果Er。
[0030]在此，可以将分析单元AyE构造成所谓的客户端，并且将处理单元VE构造成所谓的服务器。分析单元AyE和处理单元`VE被设计为，将图像B或分析过的或处理过的图像B传输到所谓的图像存档及通信系统。
[0031]在通过处理单元VE对图像B的处理V中，原则上包括作为图像后处理而已知的处理步骤，即，在由原始数据重建图像B和简单的预处理(例如过滤)之后实施的全部步骤。
[0032]在此，所述处理V例如包括通过阈值方法或通过面向区域的方法(如所谓的区域增长或所谓的区域划分)或借助边缘提取进行图像B的分割S。另外，对特定身体结构(例如器官或血管)的自动识别E是处理V的典型的组成部分。特别地，通过使用神经网络和/或通过机器学习以及借助分类算法可以实现这种识别E。
[0033]此外，图像B的特定的显示方式也是所述处理V的目的，通常基于先前的分割S和/或识别E。因此，在图像后处理中可以强调或淡出特定的身体结构，例如可以在CT图像中淡出骨。另外，处理V也包括对已经部分处理过的图像B进行定量评估。因此，能够自动地空间测量所识别出的特定结构，或者能够在图像B的时间系列中计算描述血流速率的参数。
[0034]所有这些处理步骤的共同点在于，其通常都是计算密集的。因此，通常在与拍摄单元AE空间分离的、具有高计算容量的处理单元VE上实施这些处理步骤。但是这具有的缺点是，通常在完全处理完图像B时，才进行质量控制。在拍摄A具有误差的情况下，重复拍摄A需要大的花费，例如患者5的重新到来、重新注射造影剂等。
[0035]因此，在考虑到分析单元AyE的技术事实的条件下，通过与拍摄单元AE相关联的分析单元AyE执行在要求保护的方法中的所述处理V的基本步骤。在本发明的上下文中，这些步骤基本上是用于对所拍摄的图像B的质量控制。这些步骤特别是指对图像B的分割S以及对身体结构的识别E。
[0036]在这里描述的实施方式中，还设置了总是只有一个用户具有对分析单元AyE的访问权，从而能够相对快地执行各个处理步骤或分析步骤。与之相反，通常医学设备I的多个用户具有对处理单元VE的访问权,从而向处理单元VE提出大量的对于处理V的请求。因此，在提供处理过的图像B时，经常导致延迟。通过将特定处理步骤转移到与拍摄单元AE相关联的分析单元AyE，使得可以直接紧接着拍摄A或者甚至在拍摄A期间进行图像B或图像系列的分析Ay。
[0037]处理单元VE具有比分析单元AyE更大的工作存储器，因为该处理单元VE被设计用于执行比该分析单元AyE更加计算密集的图像处理步骤。另外，处理单元被设计用于并行地实施多个处理步骤，因为不同的用户可能会向处理单元VE提出更多的对于处理V的请求。与之相反，分析单元AyE被设计用于处理单个用户的处理请求。
[0038]为了简化处理V、分析Ay以及评估Bu进行了以下设置，医学设备I的操作员在拍摄A图像B之前 既能够指定应当对哪些身体结构进行成像及必要时进行识别，也能够指定应当进行哪种类型的分析Ay。因此，操作员能够例如从由图形用户界面显示的菜单中选择模式“分割冠状动脉”。由此通知分析单元AyE必须为分析Ay使用哪种算法。
[0039]对分析Ay的评估Bu同样取决于所选择的模式。因此，基于评估Bu的问题例如可能是:“识别少于或多于10个动脉？ ”然后，评估Bu可能是:“识别了多于10个动脉。”也或者是“分割失败，并且因此不能识别动脉。”评估Bu还能够涉及是否在图像B上对某些结构(例如器官)完整地进行了成像，或者计算出的、推导出的值(例如血流速率)具有多大的误差。不必在拍摄A开始之前确定具体的评估条件，而是可以由操作员在拍摄A之后才进行输入或选择。
[0040]另外，评估Bu包括对改良过的拍摄参数的计算。拍摄参数原则上应理解为影响图像B的拍摄A的全部的参数，例如X射线管电压、患者位置或扫描区域。例如，如果在CT拍摄中的信号太弱，则分析单元AyE能够在评估Bu范围内建议改良过的辐射剂量，在该情况下建议更高的辐射剂量。如果在用于计算CT拍摄A的辐射剂量的定位片中没有对结构(例如心脏)完整地成像，则分析单元AyE能够在评估Bu范围内建议错开的或更长的拍摄区域。在输出单元11上，能够以评估信号BuS的方式输出这些参数。这种输出例如可以是:“应该重复定位片并将扫描区域向头部方向移动15cm ? ”。改良过的拍摄参数的计算和输出A的优点在于，能够马上重新进行改良过的拍摄A。
[0041]另外，所述分析单元AyE被设计用于计算评估信号BuS。评估信号BuS是包含基于评估Bu的有关图像B的定量的或定性的信息的结论或问题。评估信号BuS例如可以涉及图像质量或者分析Ay的某些步骤的成功或失败。以文字或符号的形式在输出单元11上输出评估信号BuS。符号式的输出Au例如可以是具有颜色编码的信号灯的输出Au 红色”代表失败，“绿色”代表成功。因此，评估信号BuS的计算及其输出Au导致简化了通过操作员对图像B的图像控制，并且因此最终改良了对图像B的拍摄A。因为基于输出的评估信号BuS决定是否需要另外的拍摄A。另外，评估信号BuS也包括关于用于重新拍摄A的改良过的参数的信息。
[0042]所述评估信号BuS不仅能够被设计作为对于医学设备I的操作员的单纯信息，而且能够作为被传输到拍摄单元AE的信息。如果拍摄了一系列的图像B(例如为了观察造影剂的流入(Anflutung))，则可以根据在拍摄A期间执行的评估Bu以及计算出的评估信号BuS来中断系列的拍摄A。例如，如果该系列的第一图像B已经得出造影剂(由于太迟地开始系列的拍摄A)已经流入，则自动中断该系列。于是，评估信号BuS的输出Au是:“由于提早的造影剂流入而中断系列。”也可以将该系统设计为，仅建议中断系列，而医学设备I的操作员必须自己决定是否中断系列。另外，可以将该系统设计为，在开始拍摄A系列之前可以由操作员选择关于根据评估信号BuS中断系列的自动化程度。根据评估信号BuS而对系列进行(优化的)中断具有的优点在于，降低了对患者5的辐射负担以及整个拍摄进程(包括重复拍摄A)的持续时间。
[0043]另外可以将所述系统设计为，在单个图像B的拍摄A期间可以进行分析Ay以及评估Bu。例如,如果拍摄了定位片，贝1J分析Ay与评估Bu —起可以在定位片的拍摄A期间得出设定的辐射强度太高(或太低)。在这种情况下，同样提供拍摄A的自动中断，以便避免患者5的不必要的高辐射负担；因为在太高的(或太低的)辐射强度下，本来将应当重复定位片。
[0044]另外,将分析Ay的结果Er从分析单元AyE传输到处理单元VE。该结果Er是分析过的图像B和/或由对图像B的分析Ay获得的信息。这些信息例如可以是血流速率或者对某些结构的识别E的成功(失败)。通过传输结果Er，缩短了处理单元VE用于处理V所需要的时间。因为通过分析A预先进行了处理V的特定步骤。
[0045]图3示出了用于自动质量控制的方法的流程图。在此是图像B的拍摄A，为了分析Ay (该分析包括分割S以及识别E)将该图像从拍摄单元AE传输到分析单元AyE。为了通过处理单元VE进行处理V而传输分析Ay的结果Er。另外，该图像B经受评估Bu，基于该评估计算评估信号BuS。为了输出Au，将该评估信号BuS传输到输出单元11。
`[0046]在一种优选的实施方式中，首先执行拍摄A，并且执行分析Ay作为第二步，其中在分析Ay内部首先进行分割S，并且然后进行识别E。在识别E之后执行评估Bu，以及(在评估Bu范围内)计算评估信号BuS。执行处理V作为本实施方式的最后工作步骤。
[0047]虽然通过优选的实施例在细节上图解并描述了本发明，但是本发明不限于所公开的例子，并且技术人员可以由此导出其它的变换方案，而不脱离本发明的保护范围。特别是能够按照不同于给出的顺序来执行方法步骤。
【权利要求】
1.一种用于医学图像(B)的自动质量控制的系统，包括以下单元: -拍摄单元(AE)，其被设计为用于借助成像设备(I)进行图像(B)的拍摄(A)， -与所述拍摄单元(AE)空间分离地布置的处理单元(VE)，其被设计为用于图像(B)的处理(V)， -分析单元(AyE)，其被设计为用于图像(B)的分析(Ay)、分析(Ay)的评估(Bu)以及评估信号(BuS)的计算， 其中所述分析单元(AyE)与所述拍摄单元(AE)相关联，并且其中所述分析(Ay)至少包括一部分处理(V)。
2.按照权利要求1所述的系统，其中将所述拍摄单元(AE)设计为用于执行一系列的拍摄(A)，其中所述分析(Ay)及评估(Bu)至少包括对一系列所拍摄的图像(B)的一部分进行的分析(Ay )及评估(Bu )。
3.按照权利要求2所述的系统，其中将所述拍摄单元(AE)设计为根据所述评估信号(BuS)来中断图像系列的拍摄(A)。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述图像(B)的分析(Ay)包括对图像(B)的分割(S)。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的系统， 其中所述分析(Ay)包括对至少一个身体结构的识别(E)。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述评估(Bu)包括对至少一个用于图像(B)的拍摄(A)的改良过的参数的计算。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述评估(Bu)包括借助与所述拍摄单元(AE)相关联的输出单元(11)以符号和/或文字的形式进行所述评估信号(BuS)的输出(Au)。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述系统被设计为将所述分析(Ay)的结果(Er)从所述分析单元(AyE)传输到所述处理单元(VE)。
9.一种用于医学图像(B)的自动质量控制的方法，包括以下步骤: -借助成像设备(I)的拍摄单元(AE)进行图像(B)的拍摄(A)， -借助与所述拍摄单元(AE)空间分离地布置的处理单元(VE)进行图像(B)的处理(V)， -借助分析单元(AyE)进行图像(B)的分析(Ay)、分析(Ay)的评估(Bu)以及评估信号(BuS)的计算， 其中所述分析单元(AyE)与所述拍摄单元(AE)相关联，并且其中所述分析(Ay)至少包括一部分处理(V)。
10.按照权利要求9所述的方法，包括以下步骤: -借助所述拍摄单元(AE)进行一系列的图像(B)的拍摄(A)，其中所述分析(Ay)及评估(Bu)至少包括对一系列所拍摄的图像(B)的一部分进行的分析(Ay)及评估(Bu)。
11.按照权利要求10所述的方法，包括以下步骤: -根据所述评估信号(BuS)来中断图像系列的拍摄(A)。
12.按照权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述图像(B)的分析(Ay)包括对图像(B)的分割(S)。
13.按照权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述分析(Ay)包括对至少一个身体结构的识别(E)。
14.按照权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述评估(Bu)包括对至少一个用于图像(B)的拍摄(A)的改良过的参数的计算。
15.按照权利要求9至14中任一项所述的方法，其中所述评估(Bu)包括借助与所述拍摄单元(AE)相关联的输出单元(11)以符号和/或文字的形式进行所述评估信号(BuS)的输出(Au)。
16.按照权利要求9至15中任一项所述的方法，包括以下步骤: -将所述分析(Ay)的结果(Er)从所述分析单元(AyE)传输到所述处理单元(VE)。
【文档编号】A61B6/03GK103654827SQ201310408219
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2012年9月13日
【发明者】U.福伊尔莱因, P.休伯, J.尤布勒 申请人:西门子公司