用于改进断层合成医学图像数据读取中的工作流效率的系统和方法
【技术领域】
[0001]本申请一般涉及用于生物医学应用的图象处理。更具体地，本申请涉及改进医学图像数据读取中的工作流效率。
【背景技术】
[0002]在医学成像和放射学的领域中，可采用多种技术来生成人体解剖区域的图像。例如，在乳房放射拍摄技术(mammography)中，常常使用x_射线以两个固定角度对乳房进行成像。医生可检查解剖区域的二维(2D)或平面X-射线图像来发现和诊断疾病疑似症状，例如乳腺癌。
[0003]现在，许多医学成像方法采用生成人体的三维(3D)或容积图像的系统和技术。例如，断层成像技术已经得到了显著的关注。一个这样的例子是数字化乳房断层合成(DBT)，这是一种相对较新的成像方法，在其系统中通过移动源并将乳房以多个角度暴露至辐射中来成像乳房，从而得到不同角度的高分辨率平面图像(即，“直接投影”)。例如，DBT系统可得到10个直接投影图像，其中源以使成像角度变化40度的总角度的方式移动。
[0004]医生用3D医学图像比可用2D医学图像更能以更详细的方式想象出重要结构。但是，由3D医学成像方法产生的大量图像数据提出了一个难题。例如，在乳房放射拍摄技术中，医生可检查两种乳房图像:头-尾(CC)图像和中间斜位(MLO)图像。在DBT中，医生可检查能包括初始投影图像和重构图像在内的约50至70个图像。
[0005]标题为BREAST TOMOSYNTHESIS WITH DISPLAY OF HIGHLIGHTED SUSPECTEDCALCIFICAT1NS 的美国专利 N0.7，630, 533 ;标题为 SYNCHRONIZED VIEWING OFTOMOSYNTHESIS AND/OR MAMMOGRAMS 的美国专利 N0.8，044，972 ;标题为 CAD-BASEDNAVIGAT1N OF VIEWS OF MEDICAL IMAGE DATA STACKS OR VOLUMES 的美国专利N0.8, 051, 386 ;以及标题为MATCHING GEOMETRY GENERAT1N AND DISPLAY OF MAMMOGRAMSAND TOMOSYNTHESIS IMAGES的美国专利N0.8，155，421中公开了一些用于改进诊断评估速度的技术，这些专利的教导作为可用的背景信息并通过引用的方式并入本文。然而，期望解决方案，在不牺牲由3D医学成像技术所提供的细节的情况下进一步改进诊断速度。
【发明内容】
[0006]本发明提供了用于在避免牺牲图像中期望的细节的情况下改进读取断层合成医学图像数据的工作流效率的系统和方法，克服了现有技术的缺点。所述系统和方法总体增强了通过在将图像投影成二维(2D)格式前基于三维(3D)数据对所述图像执行增强处理，从而总体地增强对例如肿块的感兴趣的区域和/或目标(ROI)的鉴定。这使得检查者(例如，诊断师，如医生和/或放射科医生)更能鉴定一个或多个感兴趣的区域/目标，因为其边界在全视野内更明确。
[0007]在一个说明性的实施例中，所述系统和方法使用获取处理来从解剖区域的三维(3D)医学图像获取一个或多个二维(2D)的感兴趣区域(ROI)。该医学图像得自用适当的医学成像装置以及相关的数据处理和存储装置对患者实施的扫描方法。第一投影处理界定所述解剖区域的第一 2D投影图像。然后，第二投影处理使用来自所述第一 2D投影图像的图像信息和一个或多个2D ROI生成所述解剖区域的第二 2D投影图像。然后将所述第二 2D投影图像输出，使用适当的存储系统和/或显示装置进行储存和/或显示。可在融合处理中将所述第二投影处理被构建和布置成将所述一个或多个2D R1与来自所述第一 2D投影图像的图像信息融合，并且其可包括形成至少一个ROI响应图像的ROI检测器。所述融合处理可进一步被构建和布置成从至少一个ROI响应图像提取所述一个或更多个ROI的2D二进制掩模，和/或使所述2D 二进制掩模与所述第一 2D投影图像融合以生成所述第二 2D投影图像。此外，可提供基于第二 2D投影图像的选择部分的三维响应图像以协助诊断师鉴定例如肿块等感兴趣的区域或目标。该3D响应图像表征图像中的多个点或区域所表现出感兴趣特征的程度。
【附图说明】
[0008]本文公开的多个发明实施例及其进一步的目的和优点可以通过引用以下描述并结合下述附图可最佳地都从它的组织和操作方式来理解，其中:
[0009]图1是根据一个说明性实施例的医学成像系统的框图；
[0010]图2是可由图1的医学成像系统执行的说明性的图像处理方法的流程图；
[0011]图3是用于使用感兴趣区域(ROI)增强的二维图像来改进检查者/诊断师(医生、放射科医生等)读取医学图像数据组的效率的说明性处理的流程图；
[0012]图4是未根据该说明性实施例进行处理的包含感兴趣目标的示例性2D投影的显示图像；以及
[0013]图5是在根据该说明性实施例进行增强处理后包含图4的感兴趣目标的示例性2D投影的显示图像。
【具体实施方式】
[0014]图1是根据一个说明性实施例的医学成像系统100的框图。该系统包括:三维医学图像源110、二维医学图像源116，以及产生新的感兴趣区域(ROI)增强的二维图像140的图像处理单元120，所述二维图像140可作为诊断师用于检测和诊断疾病而读取的原始图像。系统100还包括用于输出多种医学图像数据的图形用户界面(GUI)和/或显示器142。应注意，在多种实施例中可向系统100提供宽范围的功能组件，包括多种联网的数据处理和存储装置、附加显示器、印刷装置、用于便携计算装置的界面等。
[0015]根据一个实施例，三维医学图像源110是数字断层合成成像系统，例如由康涅狄格州费尔福克斯市的General Electric公司(GE);马萨诸塞州贝德福德的Hologic公司(Hologic)或德国慕尼黑的Siemens AG公司(Siemens)提供。数字断层合成成像系统通过移动源以及以不同角度(例如，以4度增量)获取多个投影图像(例如，10至25个直接投影)来对解剖区域成像。
[0016]如图1所示，三维医学图像源110提供了解剖区域114的三维图像112。根据一个实施例，在源110获取投影图像后，将投影图像输入至重构处理单元，该重构处理单元使用常规技术和方法来构建所示解剖区域的图像体积。以一个例子的方式，可在40至60个图像薄片中构建所述图像体积，每个薄片都具有100微米每像素的空间分辨率、I亳米(mm)的厚度和2500行像素乘1500列像素的尺寸。
[0017]根据一个实施例，所述二维医学图像源116提供了解剖区域114的二维图像118。以一个例子的方式，源116可包括常规设计的计算机存储器，该计算机存储器从磁盘或其他数据存储装置读取图像118。在这样的实施例中，可限定所描述的源包括相关的存储硬件。以另一例子的方式，源116可限定为包括能够以全视野数字化乳房摄影术成像模式运行并获取内-外斜位(MLO)或头-尾(CC) 二维图像的断层合成图像获取单元。以另一例子的方式，源116可被限定为包括计算机图像处理软件，该计算机图像处理软件能够以合成的方式从解剖区域114的现有图像数据产生二维图像。
[0018]注意，本文所用术语“处理”和/或“处理器”应当广泛定义成包括多种基于功能和组件的电子硬件和/或软件。此外，所描述的处理或处理器可与另一些处理和/或处理器组合，或者可分成多个子处理或子处理器。根据本文的实施例，可多样地组合这样的子处理和/或子处理器。类似地，明显考虑到，本文中的任何功能、处理和/或处理器都可使用电子硬件、由程序指令的非瞬时计算机可读介质组成的软件或硬件和软件的组合来实施。
[0019]图象处理单元120还包括三维ROI检测器124、二维ROI提取器128和图像融合单元 132。
[0020]三维ROI检测器124表征图像中的多个点或区域表现出特别感兴趣特征的区域。例如，乳房中可令人感兴趣的特征包括点状区或毛刺征区，这二者都可指示恶性。因此，根据一个实施例，检测器124可包括钙化检测器、点检测器、毛刺征检测器或其组合。如图1所示，三维ROI检测器124产生ROI响应图像126，该ROI响应图像126包含三维图像112中的每个图像片的特征化信息。
[0021]二维ROI提取器128从三维图像112的包含表现出感兴趣特征的感兴趣的点或区域的部分提取二维信息。根据一个实施例，提取器128提取每个ROI的2D 二进制掩模130，在本文中也称为碎片130。
[0022]根据一个实施例，图像融合单元132包括将由提取器128提取的二维信息与由116