医学成像的制作方法
【专利摘要】提供了一种医学成像方面的方法。在本方法中，用高光谱成像系统（302）对目标进行成像以便获得成像数据。通过空间和光谱平均（304、306）对所获得的成像数据进行预处理。选择要根据预处理成像数据来确定的一些端元。基于对预处理成像数据的顶点成分分析（308）和端元的所选数目而从预处理成像数据中提取端元，所述端元定义端元所跨越的子空间中的预处理成像数据的投影的极点。对提取的端元和成像数据使用滤波矢量算法（308）来生成（310）预处理成像数据中的所选数目的端元的至少一个丰度图。
【专利说明】
医学成像
技术领域
[0001] 本发明涉及医学成像以及更特别地涉及皮肤病学中的成像。
【背景技术】
[0002] 皮肤癌是西方世界中的最常见癌症类型。当前，每年在全球报告两百万至三百万 之间的非黑素瘤病例和132,000黑素瘤病例(WHO)。对于25-29岁的青年人来说黑素瘤是最 常见的癌症。约90%的非黑素瘤皮肤癌和86恶性雀斑(Lentigo Maligna)(LM)是其中恶性 细胞被限制于起点的组织、表皮的黑素瘤的早期形式，因此其常常被报告为原位黑素瘤。其 在太阳损伤皮肤中发生。当恶性黑素瘤细胞已经侵袭到皮肤的真皮和更深层中时，诊断恶 性雀斑黑色素瘤(LMM)。针对侵入性LMM的预后比在LM中更差。临床上不能将LM与侵入性LMM 区别开。
[0003] 针对LM和LMM两者，手术去除是首先治疗。去除所有的受损皮肤细胞是必不可少 的，因为即使少数的受损细胞留下也可能再次引发癌症。由于仅在组织病理采样中看到的 病变边界的亚临床扩展而LM和LMM的边界常常难以用眼睛来定义。常常需要再切除。
[0004] 当前不存在准确的活体内方法来准确地识别肿瘤细胞蔓延的区域。早期的准确诊 断将增加病人存活率并大大地降低治疗成本。
[0005] 临床上利用的现有技术方法是以关于皮肤范围的检查病变为基础的。这些设备实 际上是具有从一至三个不同集成光照（integrated illumination)选择的光学放大镜。可 将这些设备与正常的数码相机一起使用。此类装备获取具有三个宽光谱带(红色、绿色和蓝 色）的高分辨率图像。
[0006] 高光谱成像提供关于被成像皮肤病变的准确的空间信息和光谱信息。图1图示出 高光谱数据立方体。如在图1中看到的，高光谱图像包含从数十个至数千个单色图像，其是 在短时间段内且从同一位置拍摄的。通常将一组104图像称为高光谱数据立方体。这些单色 图像是在70个不同的波长下拍摄的。因此，基本上，高光谱图像中的每个像素表示某个波长 下的某个点处的光强度。一组像素通过高光谱数据立方体形成光谱106。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种医学成像方面的方法、装置和计算机程序产品从而减轻 至少上述缺点。通过以独立权利要求中所述的内容为特征的方法、装置和计算机程序产品 来实现本发明的目的。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。
[0008] 根据一方面，提供了医学成像方面的一种方法，包括:用高光谱成像系统对目标进 行成像以便获得成像数据;通过空间和光谱平均对所获得的成像数据进行预处理;选择要 根据预处理成像数据来确定的一些端元;基于对预处理成像数据的顶点成分分析和端元的 所选数目来从预处理成像数据中提取端元，所述端元定义端元所跨越的子空间中的预处理 成像数据的投影的极点（extremity);对提取的端元和成像数据使用滤波矢量算法来生成 预处理成像数据中的所选数目的端元的至少一个丰度图。
[0009]根据一方面，提供了 一种包括执行根据一方面的方法的构件的装置。
[0010]根据一方面，提供了一种用于医学成像的装置，包括:至少一个处理器和包括计算 机程序代码的至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置成用 所述至少一个处理器引起所述装置至少:获得由高光谱成像系统成像的目标的成像数据； 通过空间和光谱平均对所获得的成像数据进行预处理;选择要根据预处理成像数据来确定 的一些端元;基于对预处理成像数据的顶点成分分析和端元的所选数来从预处理成像数据 中提取端元，所述端元定义端元所跨越的子空间中的预处理成像数据的投影的极点；对提 取的端元和成像数据使用滤波矢量算法来生成预处理成像数据中的所选数目的端元的至 少一个丰度图。
[0011] 根据一方面，提供了一种在计算机可读且包括程序指令的分发介质上体现的计算 机程序产品，该程序指令在被加载到设备中时执行根据一方面的方法。
[0012] 根据一方面，提供了一种设备，包括被配置成引起该设备执行根据一方面的方法 的处理构件。
[0013] 实施例中的某些提供对象的医学成像方面的改善，使得即使在组织是眼睛看不见 的情况下也可确定对象中的组织的存在。例如，可在没有手术程序的情况下准确地确定恶 性和健康组织的边界，即使在对象中恶性组织的某部分是人眼看不见的。
[0014] 提供了某些实施例以使包括LM和LMM的皮肤病变的边界区域明晰化，并且将病变 相互分离。
【附图说明】
[0015] 在下文中，将参考附图借助于优选实施例来更详细地描述本发明，在所述附图中 图1图示出高光谱数据立方体； 图2a图示出根据实施例的用于医学成像的装置； 图2b图示出根据实施例的高光谱相机的结构； 图3图示出根据实施例的过程； 图4a-c图示出使用高光谱成像的来自具有LM的活体对象内的图像和使用常规数码相 机从对象拍摄的照片； 图5a-c图示出使用高光谱成像的来自具有LMM的活体对象内的图像和使用常规数码 相机从对象拍摄的照片；以及 图6a-c图示出使用高光谱成像的针对无黑色素恶性雀斑、无黑色素恶性雀斑黑素瘤 和健康皮肤的来自活体对象内的图像和使用常规数码相机从对象拍摄的照片。
【具体实施方式】
[0016] 以下实施例是示例性的。虽然本说明书可在本文的若干位置处提及"一"、"一个" 或"某些"实施例，但这并不一定意味着同一实施例涉及每个特征，或者特定特征仅适用于 单个实施例。还可将不同实施例的单个特征组合以提供其它实施例。
[0017] 各种实施例涉及对象或对象的一部分的医学成像。对象可以是人或动物。医学成 像形成对象的成像数据。如在实施例中所描述来处理成像数据，使得可从成像数据提取信 息以确定对象中的特定类型的组织的存在和/或确定不同类型的组织的边界。由于高光谱 成像，可确定组织的存在，即使其是人眼看不见的。这允许临床医生在没有手术程序的情况 下从对象的医疗状况获得信息。该信息允许临床医生更好地预先计划手术程序，使得程序 本身更有可能成功。在一个示例中，可预先准确地确定恶性组织的边界，这允许临床医生计 划用于恶性组织的去除的外科手术，使得去除是完全的。这对于对对象的健康是个风险的 恶性组织来说特别重要。
[0018] 在高光谱成像中，在高光谱相机中获得来自对象的光的反射。高光谱相机形成成 像数据。形成的成像数据可以是由对象的高光谱图像形成的高光谱数据立方体。高光谱数 据立方体的每个像素具有多个光强度值，每个对应于光谱的一部分，例如特定波长。每个像 素的光强度值取决于应用到对高光谱相机中的光谱的测量结果的分辨率。光的不同波长可 从不同深度处的目标反射，由此，可使用高光谱图像来确定不同深度处的对象中的组织类 型。
[0019] 高光谱成像可使用可根据医学成像的目的和对象中的组织类型而确定的波长范 围和波长分辨率。如果需要较高的准确度，则可使用针对波长的较高分辨率。另一方面，如 果可由较低数目的波长来提供足够的准确度，则可使用针对波长的较低分辨率。高光谱数 据立方体中的单个像素因此包括针对由波长范围内的由分辨率定义的多个波长的光强度。 像素表示从对象中的单个位置测量的光强度。对象的图像平面包括高光谱数据立方体的像 素。每个像素对应于对象上的位置。可在二维坐标中即在X-Y坐标中来定义该位置。
[0020] 在图2a中图示出根据实施例的装置。现在将参考图示出根据实施例的高光谱相机 的结构的图2a和2b两者来描述该装置。可在图2a的装置的高光谱相机中使用图2b中所图示 的结构。该结构包括圆锥体212和光源210、允许从目标反射的光进入相机以便形成成像数 据的相机开口 208(例如相机透镜）以及布置在圆锥体内的扩散片222。当圆锥体被安装到高 光谱相机以便对目标进行成像时，可将光源布置到远离目标的圆锥体末端。可将光源布置 在相机开口周围以便均匀地照亮目标。圆锥体将来自光源的光在与相机开口相对的圆锥体 末端中通过圆锥体的开口224指引到目标。这样，到目标的光被扩散片和圆锥体两者指引。 高光谱相机可基于压电致动法布里-珀罗干涉仪。
[0021] 可将高光谱相机202安装到手柄204。诸如临床医生之类的用户可抓取该手柄以便 将高光谱相机定位于对象上的目标206之上。可用螺钉将高光谱相机连接到手柄，或者可将 手柄和相机装入单个主体中。该主体可以是适合于临床工作的任何材料。这些材料可包括 例如各种塑料组合物。
[0022] 圆锥体212布置在光源周围并朝着目标延伸。这样，可排除干扰的外部光源，并且 可保持到相机的一致对象距离。可对圆锥体和相机刻螺纹，使得在成像期间圆锥体可被容 易地改变并固定到其位置。可为圆锥体提供多个直径以便与不同的目标和相应位置匹配， 其示例是人体中的不同位置上的皮肤异常。
[0023] 光源可以是圆形光源（即环形光），使得目标被均匀地照亮。在实施例中，光源是由 光纤216连接到远程光源214的纤维光学环形光。光纤允许由远程光源发射的光行进至布置 在相机开口周围的纤维光学环形光。远程光源可以是例如卤素光。远程光源允许手持式高 光谱相机的简单且轻型的构造。由于光源远离手持式相机单元（即在其外部），所以可防止 或至少缓解热从光源到手持式高光谱相机和被成像的目标的传送。可由也远离手持式高光 谱相机布置的电源对光源供电以促进简单且轻型的构造并防止热的传送。可将扩散片定位 于光源与目标之间，使得扩散片将光源与目标分离。优选地，扩散片定位于圆锥体内部紧靠 着圆锥体，使得来自光源的光通过扩散片行进至目标并防止或至少最小化杂散光。扩散片 允许目标上的更一致的光分布图案。可以使用一张纸或用玻璃制造的光学扩散体作为扩散 片。扩散片的尺寸(例如直径）以及形状可适合于圆锥体的尺寸(例如直径)和形状以最小化 杂散光。另外，可将扩散片密封到其在圆锥体内的位置以防止从光源到目标的杂散光。可用 弹性材料和/或硅树脂膏的有适当形状的密封装置来提供密封。
[0024] 可将计算机218(例如膝上型计算机)连接到高光谱相机，使得计算机可从高光谱 相机接收成像数据。高光谱相机与计算机之间的连接220可以是能够从高光谱相机向计算 机传送成像数据的任何有线或无线连接。无线连接的示例包括基于B Iue tooth和IEEE 802.11的无线局域网连接。有线连接的示例包括通用串行总线和以太网。有线连接的益处 是可通过有线连接对高光谱相机供电。另一方面，有线连接可提供比无线连接更快的连接 设置和更高可靠性，无线连接可能易于受到干扰，并常常要求在计算机用户接口上的人类 动作以便设置无线连接。
[0025] 根据实施例的手持式高光谱相机包括手柄、高光谱相机和到其两者都在高光谱相 机外部的远程处理设备和远程光源的接口 220、216。远程数据处理设备可以例如是计算机。 如上所述，接口可提供到远程数据处理设备和光源的连接。由于成像数据的处理可至少部 分地在远程数据处理单元(例如远离手持式相机的计算机）中执行，所以可用非常低的处理 能力和功率消耗来实施手持式相机单元。当光源也位于远离手持式相机的外部单元中时， 可将手持式相机设计成具有简单的结构、少量的部件和轻的重量。这样，可使相机特别适合 于临床工作。此外，当光源和数据处理中的其一或两者位于具有其自己的电源的在手持式 相机外部的单元中时，可保持手持式相机单元的小的功率消耗，使得可由来自被连接到输 电干线的变压器的低直流电压或者甚至由小电池对手持式相机单元供电。
[0026] 图3图示出根据实施例的过程。该过程可由图2a的布置中所图示的一个或多个实 体执行。在302中，可从高光谱相机获得成像数据。优选地，相机充当全帧成像器。这样，可以 比在使用基于推扫式成像的相机的情况下更快地对物体进行成像。推扫式成像指的是逐行 地从物体形成图像数据。成像数据可包括高光谱数据立方体。高光谱相机可以是压电致动 法布里-珀罗干涉仪。可通过连续地改变干涉仪的干涉仪设置而使用压电致动法布里-珀罗 干涉仪来形成高光谱数据立方体。干涉仪设置可包括反射镜之间的间隙。在高光谱数据立 方体中，数据立方体的像素包括针对光谱的特定波长的在成像目标上的特定位置处的光的 强度。
[0027] 下表示出了用于高光谱成像装置的实际实施方式的基于法布里-珀罗干涉仪的高 光谱相机的规格Q_
基于法布里-珀罗干涉仪的高光谱相机提供从约500至900纳米的波长范围，具有2592 像素乘1944像素的最大空间分辨率。高光谱相机可执行像素合并(binning)(例如四乘四像 素合并）以产生具有320乘240像素的最终图像平面分辨率的成像数据。像素合并指的是像 素的预处理，使得可减少微小观察误差的影响。因此，对已经在高光谱相机中的成像数据应 用某种预处理是可能的。另一方面，可在外部单元(例如计算机）中执行所有处理(包括预处 理）。在像素合并中，落在给定间隔、仓中的原始数据值被表示该间隔的值(常常是中心值） 替换。这样，像素可以被取平均。根据光谱分辨率，成像数据可包括光谱数据的从40个至60 个可用波段。
[0029] 在304和306中，通过空间和光谱平均对成像数据进行预处理。在空间平均中，可将 每个光谱计算为其九个最近邻的平均值，并且在光谱平均中，可将每个波段计算为其两个 最近邻的平均值。这也可称为平均模糊。可对成像数据进行裁剪以省略任何成像数据，例如 包括来自圆锥体的像素的成像数据。这样，可仅将即时的感兴趣区域包括在成像数据中以 实现处理的效率。在平均模糊中，可用空间域线性滤波器来处理成像数据，在空间域线性滤 波器中作为结果的图像中的每个像素具有等于输入图像中的其相邻像素的平均值的值。可 对成像数据应用平均模糊以使噪声的影响均等。可在图像平面上在三乘三像素块中执行模 糊。
[0030] 然后可在308和310中对预处理成像数据进行光谱解混并求逆。
[0031]光谱解混背后的假设是成像数据的给定像素处的光谱是来自存在于被成像的目 标中的不同类型的组织的光的反射的混合。可使用线性混合模型来描述反射的混合。应用 于通过高光谱成像获得的成像数据的线性混合模型假设针对每个像素所检测光谱由源于 物质的构成光谱(被称为端元）的线性组合组成。物质可以是特定类型的组织，例如健康组 织、恶性组织、皮肤、LM或LMM。可使用线性混合模型来设计反向操作，解混，使得可有效地识 别成像数据中的不同组织。
[0032]可将线性混合模型表示为
其中，X是检测到的光谱，a是针对端元s的丰度系数，M是端元的数目，以及w是噪声项。 将LMM扩展至所有观察到的像素光谱，我们得出矩阵形式 X = AS +W, 其中
并且Wi物_芦_:, ..w_f，其中N是波长的数目且A是丰度图。
[0033] 解混过程的目标是估计这些组成光谱以及针对每个像素的其相对丰度。给定这些 丰度系数，可以提取显示场景内的给定端元的相对出现的新图像，通常称为丰度图。
[0034] 在308中，可通过对预处理数据应用顶点成分分析(VCA)来将预处理成像数据解 混。在J. Nascimentoet 等人、J · Nascimento^PJ. Dias 在 IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 43，No 4，ρρ· 898_910,2005中的"Vertex Component Analysis: A fast algorithm to unmixhyperspectral data" 中概述了VCA〇
[0035] 可针对VCA选择要根据预处理成像数据来确定的一些端元。端元的数目可以是至 少两个，但是也可以更多，例如3、4、5、6或任何数目的端元。可基于VCA和端元的所选数目而 从预处理成像数据提取端元。该端元可定义端元所跨越的子空间中的预处理成像数据的投 影的极点。
[0036] VCA假设输入数据X中的纯像素 S的存在，并且通过执行数据到先前所确定的端元 所跨越的子空间上的迭代正交投影而继续进行。纯像素可以指的是通过对具有均匀结构的 组织进行成像而获得的像素。当被成像组织是基本上单一材料时，结构可以是均匀结构。因 此，纯像素中的光谱仅表示某个材料或物质，例如健康组织或恶性组织。此投影的极点被取 作新端元特征。此过程重复至已提取M个端元为止。
[0037]同样地，纯像素存在的假设是强假设，并且不一定在许多数据类型中都是真实的。 为了相比之下发现被成像场景内存在的材料差别以找到直接地可用于物质识别的端元光 谱，选择最纯像素光谱作为端元特征的行为可以是足够的。
[0038]在310中，可生成至少一个丰度图A。可将预处理成像数据转换成一个或多个丰度 图。可以导出对应于每个端元的丰度图。可使用非负最小平方反演或滤波矢量算法(FVA)来 生成丰度图。在J. Bowles、P. Palmadesso、J. Antoniades、M. Baumback和L. Rickard在 Proc . SPIE, pp. 148-157, 1995中的 "Use of f iltervectors in hyperspectral data analysis" 中描述了FVA。
[0039] FVA在计算上成本较低且因此是优选的。对所提取的端元和成像数据应用FVA。丰 度图指示成像数据中的端元的出现。端元的出现可用来确定目标的组织性质。这样，可提供 信息以便在诊断和治疗中使用。
[0040] 在FVA中，形成被用来估计丰度系数的滤波矢量集合F。可执行估计如下： A = FX, 其中 F = (RST1R且R = St - (J/N *S)T， 其中，J是NX N单位矩阵，A是丰度图，并且N是波长的数目。
[0041 ]在312中，可使用在310中获得的一个或多个丰度图而来确定对象中的组织的存 在，即使组织是眼睛看不见的。丰度图图示了目标中的组织的边界。这样，可确定其中存在 组织的目标中的区域。该组织可以是健康的或恶性的。恶性组织可包括皮肤病变。皮肤病变 的示例包括LM和LMM。可在显示设备(例如计算机显示器)上显示丰度图。当获得每个与目标 中的不同组织相对应的超过一个(例如2、3、4、5、6或任何数目）的丰度图时，可基于该丰度 图来确定针对每个类型的组织的目标中的边界，由此，可确定对应于每个类型的组织的目 标中的区域。
[0042] 在实施例中，可将丰度图用于LM和LMM中的至少一个的诊断。临床医生可操作根据 实施例的装置，其产生将在诊断中使用的一个或多个丰度图。可在显示器上观察该丰度图 以在诊断中帮助临床医生。
[0043] 应领会到的是可在图2a中所图示的布置的不同实体中执行根据实施例的方法的 步骤。因此，步骤中的某些可由计算机执行，并且步骤中的某些可由高光谱相机执行。优选 地，高光谱相机形成302成像数据，其被发送到计算机以在步骤304至312中的一个或多个中 处理。
[0044] 应领会到的是在临床背景下，潜在地受影响的皮肤面积的快速确定是极其重要 的。为此，必须谨慎地考虑所利用处理方法的计算复杂性。在这方面，VCA已被示出与J. Nascimento等人描述的N-FINDR相比将提供一至两个数量级的节省。
[0045] VCA和FVA的组合由于要求常规膝上型计算机中的仅几秒的处理的图像数据的处 理而特别适合于临床工作。
[0046] 在之前没有任何手术程序的情况下已经从活体对象中拍摄了图4、5和6中的图像。 使用在本文中的各种实施例中描述的高光谱成像方法生成了该图像中的丰度图。所图示的 丰度图已被组织病理学采样确认。在图像中，可识别病变边界以用于病变的准确去除。可将 LM与侵入性LMM区别开以用于准确的无创诊断。
[0047] 图4a-c图示出使用高光谱成像的来自具有LM的活体对象内的图像和使用常规数 码相机从对象拍摄的照片。在图4a中，图示出LM的丰度图。在图4b中，图示出健康皮肤的丰 度图。在图4c中，示出了图4a和4b中所图示的目标区域的照片。在图如的照片中，恶性组织 被示为照片中间的暗区。健康皮肤的丰度图通过图4b中的暗区示出了不健康的组织。LM的 丰度图用图4a中的亮区示出了 LM的组织。
[0048]图5a-c图示出使用高光谱成像的来自具有LMM的活体对象内的图像和使用常规 数码相机从对象拍摄的照片。在图5a中，图示出LMM的丰度图。在图5b中，图示出健康皮肤的 丰度图。在图5c中，示出了图5a和5b中所示的目标区域的照片。此肿瘤是在病人的耳朵上。 表皮的深度是非常浅的，其可以在皮肤反射率的丰度图中看到，其中，血管变得显著可见。 在图5c的照片中，恶性组织被示为照片中间的暗区。健康皮肤的丰度图通过图5b中的暗区 示出了不健康的组织。LMM的丰度图通过图5a中的亮区示出了 LMM的组织。
[0049]图6a-c图示出使用高光谱成像的针对无黑色素 LM和无黑色素 LMM的来自活体对 象内的图像和使用常规数码相机从对象拍摄的照片。在图6a中，图示出无黑色素 LM和无黑 色素 LMM的丰度图。在无黑色素 LM和无黑色素 LMM的丰度中间可将无黑色素性黑素瘤的地方 标识为增加的强度。在图6b中，图示出健康皮肤的丰度图。在图6c中，示出了图6a和6b中所 示的目标区域的照片。在图6c的照片中，恶性组织被示为照片中间的暗区。健康皮肤的丰度 图通过图6b中的暗区示出了不健康的组织。无黑色素 LM和无黑色素 LMM的丰度图通过图6a 中的亮区示出了恶性的组织。
[0050] 本文所描述的技术和方法可用各种手段来实施。例如，这些技术可用硬件(一个或 多个设备）、固件(一个或多个设备）、软件(一个或多个模块)或其组合来实施。针对硬件实 施方式，可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备 (DSH))、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处 理器、被设计成执行本文所描述功能的其它电子单元或其组合(例如计算机单元）内实施实 施例的装置。计算机单元可装备有或连接到显示器以便显示丰度图。针对固件或软件，可通 过执行本文所描述功能的至少一个芯片组(例如，程序、函数等)的模块来实现实施方式。可 将软件代码存储在存储器单元中且可由处理器执行。可在处理器内或在处理器外部实施存 储器单元。在后一种情况下，可以经由如在本领域中已知的各种手段将其通信耦地合到处 理器。另外，如本领域的技术人员将领会到的，可重新布置和/或用附加部件来补充本文中 所描述的装置的部件以便促进与之相关地描述的各种方面的成就等，并且其不限于在给定 附图中所阐述的精确配置。
[0051] 因此，根据实施例，本装置包括被配置成实行在任何上述实施例中描述的功能的 处理构件。在实施例中，至少一个处理器、存储器和计算机程序代码形成用于实行本发明的 实施例的处理构件的实施例。
[0052]还可以由计算机程序定义以计算机处理的形式来实行如所描述的实施例。计算机 程序可采取源代码形式、目标代码形式或某种中间形式，并且其可被存储在某种载体中，其 可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如，可将计算机程序存储在计算机或处理器可 读取的计算机程序分发介质中。计算机程序介质可以例如但不限于记录介质、计算机存储 器、只读存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发包。
[0053]虽然上文已根据附图参考示例描述了本发明，但清楚的是本发明不限于此，而是 可以在所附权利要求的范围内以若干方式进行修改。因此，应宽泛地解释所有词语和措辞， 并且其意图说明而不是限制实施例。
[0054]对于本领域技术人员将显而易见的是随着技术的进步，可以用各种方式实施此发 明性的概念。进一步地，本领域技术人员要清楚的是可以但并不要求以各种方式将所描述 的实施例与其它实施例组合。
【主权项】
1. 医学成像方面的方法，包括： 用高光谱成像系统对目标进行成像(302)以便获得成像数据； 通过空间和光谱平均对所获得的成像数据进行预处理(304、306); 选择(308)要根据预处理成像数据来确定的一些端元； 基于对预处理成像数据的顶点成分分析和端元的所选数目来从预处理成像数据中提 取(308)端元，所述端元定义端元所跨越的子空间中的预处理成像数据的投影的极点； 对提取的端元和成像数据使用滤波矢量算法以在预处理成像数据中生成(310)所选数 目的端元的至少一个丰度图。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述预处理图像数据关于所选数目的端元被解 混。3. 根据权利要求1或2中的任一项所述的方法，其中，生成的丰度图被显示。4. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述预处理包括对成像数据进行 裁剪和使成像数据模糊中的至少一个。5. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述成像数据包括高光谱数据立 方体，其中，数据立方体的像素包括针对光谱的特定波长的被成像目标上的特定位置处的 光的强度。6. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述端元对应于至少健康组织和 恶性组织。7. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，丰度图定义目标中的特定组织的 边界。8. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括确定皮肤病变的边 界。9. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述皮肤病变包括LM和LMM中的至 少一个。10. -种用于医学成像的装置，包括： 至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中，所述至少一个存储 器和所述计算机程序代码被配置成用所述至少一个处理器引起所述装置至少： 获得(302)由高光谱成像系统成像的目标的成像数据； 通过空间和光谱平均对所获得的成像数据进行预处理(304、306); 选择(308)要根据预处理成像数据来确定的一些端元； 基于对预处理成像数据的顶点成分分析和端元的所选数目来从预处理成像数据中提 取(308)端元，所述端元定义端元所跨越的子空间中的预处理成像数据的投影的极点； 对提取的端元和成像数据使用滤波矢量算法以在预处理成像数据中生成(310)所选数 目的端元的至少一个丰度图。11. 根据权利要求10所述的装置，包括用以执行权利要求2至9中的任一项的构件。12. 根据权利要求10或11所述的装置，包括用于获得高光谱成像数据的手持式高光谱 相机，所述高光谱相机包括手柄、用于接收从目标反射的光的相机透镜，以及布置在光源周 围并朝着目标延伸的圆锥体，其中当相机透镜朝向目标时，光源被布置在相机透镜周围以 便照亮目标。13. 根据权利要求12所述的装置，其中，扩散片定位于光源与目标之间。14. 根据权利要求13所述的装置，其中，使所述扩散片适应圆锥体的尺寸和形状并将所 述扩散片密封到圆锥体内部的位置。15. 根据权利要求12所述的装置，其中，所述光源远离手持式相机单元并被光纤连接到 布置在相机透镜周围的纤维光学环形光。16. 根据权利要求12所述的装置，其中，所述高光谱相机包括到远程数据处理单元的接 口，由此，所述成像数据被发送到数据处理单元以便生成至少一个丰度图。17. 根据权利要求10至16中的任一项所述的装置，其中，所述设备被用于LM和LMM中的 至少一个的诊断。18. -种在计算机可读且包括程序指令的分发介质上体现的计算机程序产品，该程序 指令在被加载到设备中时执行根据权利要求1至9中的任一项所述的方法。
【文档编号】A61B5/00GK105979853SQ201480067861
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年12月12日
【发明人】N.内特塔安梅基-佩特图, M.格雷恩鲁斯, P.内特塔安梅基, I.波雷恩, H-H.普尤普庞恩
【申请人】莱文尼尔研究有限公司