专利名称：用于组织病人胶片的案例隔板的制作方法
用于组织病人胶片的案例隔板发明领域本发明总的涉及用于数字化的医学图像的处理和组织，更具体 地，涉及到用于组织供扫描用的胶片上的病人图像的方法和设备。发明背景计算机辅助诊断(CAD)在放射学，特别是在乳房X射线摄影术 中的好处早已认识到。用于乳房X射线摄影术普查(screening)的CAD 系统提供检测乳腺癌方面的改进，帮助诊断在疾病的一些阶段的这种 情形，在该阶段期间的治疗表明比起以后的阶段更成功。在传统的用于乳房X射线摄影术的工作流程中，原先在胶片上得 到的X射线图像被输入到高分辨率扫描仪以进行数字化。数字化的图 像数据然后可用于CAD系统，该系统执行被设计来识别对诊断专家感 兴趣的区域的一系列图像处理过程。在典型的操作中，对于每个病人 得到多个胶片，每个乳房以不同的视图拍摄。通常，有两个与每个乳 房有关的图像顶视图，通常术语为craniocaudal(CC)视图(从上向下 的视图)，和側视图，通常术语为mediolateraloblique(MLO)视图(医学 侧面斜视图)。因此，每个病人的乳房X射线摄影术胶片通常以一组四 张而提供。然而，对于任何病人可以得到比四张胶片更多或更少的胶 片。参照
图1，图上显示传统的CAD系统10，它具有扫描仪12，用于 使胶片20数字化，胶片包含来自多个病人的乳房X射线摄影术的胶片 图像或其它医学图像。在图l所示的例子中，病人A和B，每人具有 四张胶片图像。扫描仪12具有输入馈送槽14 (在某些实施例中，也可 以用作为输出盘)，用于输入/馈送胶片20;和操作员控制面板16，用 于输入用于扫描仪运行的操作员命令，和用于输入识别病人数据。条 形码扫描仪18用于帮助把胶片20与每个病人相联系。扫描仪12把每 个胶片20数字化，和把数字图像数据提供给工作站22或其它计算机 化的设备，用来执行供诊断用的CAD图像分析软件。对图1所示的用 于图像数字化和分析的基本设备有已知的变例。例如，控制面板16的功能可以在工作站22的键盘或在触摸屏幕或使用操作员接口用的某些 其它方法^皮执4亍。虽然图1所示的传统的CAD系统解决方案通过条形码扫描执行识 别病人的基本任务，但对于标准方法和至今为止采用的传统的处理技 术有许多固有的缺点。对于提供条形码扫描仪18作为扫描仪12的一 部分的要求给扫描仪单元增加成本，并且限制了处理工作流程，需要 在每个胶片20上或在带有胶片20的某个其它部件上提供条形码。在 每个胶片20上的条形码成像这种解决方案是一种需要使用成像或处理 系统人员以便对病人胶片20分开地进行操作，因此它可能不是对于许 多成像环境的理想的解决方案。对分开的文件封皮、信封、卡片、容 器、或伴随或包装胶片20的其它物品进行扫描需要分开的操作员步 骤，并对扫描仪的总的操作序列施加限制。用于CAD系统的扫描仪12是高速度、高分辨率设备。对于乳房X 射线摄影术和其它X射线应用，扫描仪12是单色的，得到每个像素的 密度信息，具有至少50微米或更高的典型分辨率。对这种应用类型的 扫描仪以高速度运行，这样，在操作员处理是适当的流水线的场合下， 多个病人的胶片图像可以不用过多的等待时间就得到处理。可以看 到，使扫描仪工作流程的效率最佳化的系统解决方案是有益的，它能 进行高速扫描和处理，并利用扫描仪本身的固有的能力以便把一个病 人的图像数据与另一个病人的图像数据区分开，以及允许多个病人的 胶片被叠在一起让扫描仪顺序处理，而不必为每组病人图像而中断扫 描仪操作。发明概要本发明提供用于扫描病人的一组胶片图像的方法。该方法包括几 个步骤a)集合用于扫描的胶片图像组；b)把案例隔板放置在胶片图 像组的开始或结束端，用作为区分胶片图像组和要扫描的任何其它胶 片图像的指示器，其中案例隔板是处在独立的页片上，并带有表示它 的功能是案例隔板的图案；c)扫描胶片组以及案例隔板，以得到扫描 的图像数据；以及d)检测在扫描的图像数据中的案例隔板图案，以便 识别案例隔板。本发明提供一种可以被有效地扫描以便界定分开的病人图像组的
案例隔板。本发明的优点在于，它提供一种灵活的方法，用于区分不同的病 人的图像，并适用于各种工作流程安排和图像识别方法。本发明的另一个优点在于，它提供一种自动化的方法，用于分开 或区分用于扫描的图像组，而不需要分开的条形码扫描仪。本领域技术人员在结合附图阅读以下的详细说明后将明白本发明 的这些和其它目的、特性和优点，图上显示和描述本发明的说明性实 施例。附图简述虽然本申请文件是以特别地指出和明显地要求本发明的主题内容 的权利要求书来结束，但可以相信从结合附图作出的以下的说明将更 好地理解本发明。图上的单元不一定是彼此相对地定标的。图1是可用于扫描乳房X射线摄影术或其它类型的传统的X射线胶片的图像扫描系统的框图。图2是显示按照本发明的实施例的扫描序列的流程图。图3是由扫描仪按照预编程的指令执行的扫描序列的流程图。图4是显示一组案例隔板的透视图。图5是显示将案例隔板使用于分开多个病人的图像的示意图。 图6是显示在一个实施例中案例隔板和病人图像被装载到扫描仪 的透视图。图7A，7B，7C，7D是显示带凸片的(tabbed)和彩色编码的案例隔板的 平面图。图8是在一个实施例中在案例隔板上使用的标记的平面图。 图9是列出高度调制的POSTNET条形码的表格。 图IO是POSTNET条形码的图案的例子。发明详细^兌明本说明特别地是针对形成按照本发明的设备的部件或更直接地与 其合作的单元。应当看到，没有被专门显示或描述的单元可以采取对 于本领域技术人员是熟知的各种形式。本发明的方法和设备提供灵活的机制，用于划分或区分可被用于
诸如参照图1描述的那样的高分辨率扫描仪的不同的病人图像组，但 不需要条形码读出器或不需要由操作员进行扫描以便把一个病人的图 像与另一个病人的图像的编码信息的分开的步骤。本发明涉及用于通过使用案例隔板来组织和扫描病人胶片的设备 和方法。更特定地，本发明的方法和设备提供连同病人的图像组一起 被直接插入扫描仪的案例隔板，其中案例隔板包括一个图案，它可以 容易由扫描仪检测到以表示它的功能和区分这组图像与要被扫描的任何其它组图像。在某些实施例中，本发明的案例隔板可包括编码信息； 然而，从以上的i^明可以看到，取决于所利用的工作流程序列，可以 不需要提供特定的编码信息来识别案例隔板功能。参照图2，图上显示操作员通过使用按照一个实施例的案例隔板进 行扫描建立序列100的流程图。在这个工作流程中， 一开始执行案例隔 板装载步骤IIO，在其中操作员把带凸片的案例隔板(以后描述)加到 扫描仪的馈送机构。接着是病人图像胶片装载步骤120，在其中操作员装载来自病人插 口(jack)的胶片组；在典型的实施例中，这包括从乳房X射线摄影术检 查拍摄的胶片。在任选的未带凸片的案例隔板装栽步骤130中，操作员可以装栽同 一个病人的另外的胶片，诸如从以前的检查中拍摄的胶片。接着是识别步骤140，在该步骤期间，操作员诸如在控制面板16(图 1)或在工作站22输入与刚装载的胶片有关的某个案例类型或病人ID号 码。步骤IIO， 120， 130，和140然后可以重复进行对其图像组要扫描 的每个另外的病人所需要的次数。一旦用于扫描进程的所有的胶片和案例隔板都被装载，操作员就 在扫描开始步骤150发起扫描。然后，扫描序列200开始。参照图3，图上显示由扫描仪按照预先编程的指令执行的扫描序列 200的流程图。在页片扫描步骤210中，扫描仪开始对当前在它的馈送 器中装载的页片进行高分辨率扫描。必须强调指出，页片扫描步骤210 是不管该页片是胶片还是案例隔板都开始进行全分辨率扫描。在这个 扫描的初始部分期间，扫描仪软件执行利用图案检测算法的图案处理 步骤220。 一旦页片的某些初始部分被扫描，图案处理步骤220就检验所扫描的数据是否包括表示案例隔板的图案。在判决步骤230,处理过 程确定是否检测到该图案。如果未检测到案例隔板图案，则高分辨率 扫描继续进行。在扫描继续步骤240，扫描页片的剩余部分，以便得到 所需要的病人图像的高分辨率图像数据。另一方面，如果检测到案例隔板图案，则扫描仪可以发起任选的 图案译码检测序列(以后描述)作为案例隔板应答步骤250的一部分。案例隔板应答步骤250采取某种区分前面的图像数据组与后面的 图像数据组的动作。在一个实施例中，案例隔板应答步骤250把分界 码存储在数据中，表示随后的图像必须与不同的病人案例或进程相联 系，因此必须与在案例隔板前面的图像加不同的索引。在一个实施例 中，带凸片的案例隔板表示相关的图像组是对一个不同病人的；未带 凸片的案例隔板表示这些图像是对于一个不同检查进程的，或否则对 于同一个病人的以前的或后来的图像组是有区别的。不同的图案可用 来区分带凸片与未带凸片的案例隔板。在扫描序列200完成时，操作员把胶片重新存储到病人记录文件 夹以便妥善保存。本发明的案例隔板帮助在它们被提供用于扫描时区别不同的胶片 图像组，但不需要本身对于特定病人特定的任何数据进行编码。在事 先叠好或刚好叠好病人的胶片组后，案例隔板被设计成连同病人胶片 一起被扫描，就好像它也是胶片页片一样，但不需要以全尺度图像扫 描所需要的时间和计算资源。参照图4，图上显示在一个实施例中的一组案例隔板30的透视图。 这里，案例隔板是带凸片和被彩色编码的。如图7A，7B，7C,和7D所示， 每个凸出片位置与相应的彩色关联。彩色编码可以以多种方式使用。 在它的最简单的应用中，彩色帮助操作员方便地区分一组胶片与另一 个组胶片，或一眼就能确定要处理多少组胶片。在其它实施例中，彩 色编码也可以用来对案例分类。彩色可以与病人情况、与一个案例有 关的胶片数目、与参加的医生或护士、或与案例的其它图像相关联。图5是显示用于区分多个病人的图像的案例隔板的使用的示意 图，这里显示为病人A， B和C。在本例中， 一个案例隔板30被布置 在每个病人的胶片20叠的顶部。每个案例隔板30具有图案32，某些 类型的标记可以是对于每个案例隔板30的同一个图案，或可以是不同
的图案32，诸如用来把与病人有关的信息进行编码的图案。在案例隔板30仅仅被用作为分隔器的场合下，只需要把案例隔板 30用在胶片组20之间。因此，对于图5的例子中显示的10个胶片， 最少只需要两个案例隔板30， 一个案例隔板放置在病人A的图像组与 病人B的图像组之间，而另一个放置在病人B与C的各个图4象组之间。参照图6，图上显示在一个实施例中案例隔板30和病人图像20被 装载到扫描仪12的输入馈送槽14的透视图。扫描仪12的类型确定一 次可以装载多少页片和页片取向。本发明允许装载任何数目的页片和 使用扫描仪12数据，以便区分胶片图像和案例隔板30。图7A， 7B， 7C和7D是显示在一个实施例中带凸片的和彩色编码 的案例隔板30。在本例中显示四种不同的凸片位置和彩色。因为案例 隔板30连同胶片20—起被输入用于扫描，案例隔板30的尺度与扫描 仪12的馈送机构是相符的。在一个实施例中，案例隔板30的宽度和 高度是与相关的胶片20的宽度和高度基本上相同的。案例隔板30可以用任何适于扫描仪馈送的页片材料制成，诸如纸基材料或塑料材料。在一个实施例中，使用塑料材料，并且案例隔板 30的厚度比胶片厚度厚。用于一个实施例的适当的材料是来自DuPont Teijin Films, Inc., Wilmington, DE的Teijin MelinexTM型胶片(.007英 寸厚度)。使用耐用的塑料A许案例隔板30多次使用，可能多到1000 次或更多次的复用。各种类型的涂敷层可用来易于方便扫描仪馈送， 以及使得胶片粘结、弄污、脏的拾取器和其它不想要的影响最小化。关于图案32，图案:32可以是印在或形成在案例隔板30上的任何 适当的标记，它在扫描仪12执行的直线扫描中是可检测的。在某些实 施例中，图案32可以只是不随案例隔板30而改变的特征图案。在其 它实施例中，可以使用一组不同的图案32，它们可能与案例隔板30的 背景彩色有关，或与带凸片的位置有关。在再一个实施例中，图案32 可以用与病人有关或对相关的胶片20的某些特性有关的某种类型的信 息来编码。图8是在一个实施例中在案例隔板30上使用的示例性图案32的平 面图。如图所示，圆形图案被印刷在案例隔板30上。对这种类型的图 案32进行的能感知光学密度并在水平方向或垂直方向进行的直线扫描 能够快速检测在圆的高密度或低的背景密度之间的有间距的突然转
变。这种类型的图案32当被印在案例隔板30上时是相当牢靠的，能 够承受接触和处理而不劣化，可供多次使用。如图10所示，条形码34替换地用作为图案32。使用在图9的表 格上列出的编码方案，条形码34 (如图IO的POSTNET (邮政数字编 码技术)条形码形式显示的)可以提供有关案例的附加信息。不像其 它类型的条形码，POSTNET以条的高度数据来对编码，而不是以条的 宽度和间隔来编码。由美国邮政服务大量使用的这种记号是相当容易 实施的，可直截了当地译码，且通常印制很便宜。POSTNET是固定尺 度编码，它的所有的条形的高度、宽度和间隔必须符合于精确的公差 之内。(对于邮政条形码的技术说明是公众可得到的，它包含在从邮 政服务可得到的Automation-Compatible Mail (可自动兼容的邮件) (DMM Issue 43，Jub. 21， 1992)的第5章中，和从邮政服务可得到的 Letter Mail Barcode Update(信件邮件条形码更新)，May, 1982。)例如，条形码34可包括某种病人识别号，允许在该叠中紧接在案 例隔板30后面的(或前面的)胶片组20与一个病人之间自动相关。 作为记录操作工作流程的一部分，条形码34可被压印在粘性介质上， 后者被粘接在案例隔板30上。替换地，条形码34可以永久地印在案 例隔板30上，仅仅用作为指示符，作为在它的固定代码与被存储在工 作站可访问的表格或数据库中的病人之间的相关值。在再一个替换实 施例中，条形码34可被临时印在案例隔板30的一个区域上，并且按 扫描和存储胶片20所需时间长度保持不变。例如，案例隔板30的电 泳或"电子纸张"部分可被用于形成图案32，允许图案32对于特定的医 院或研究所进行定制。以电子方式可重写的图案可以通过适合于处理 特定案例的编码信息而写到案例隔板30上。这个信息以后可以用电子 方式擦除，允许案例隔板30被重新使用多次。可以使用的另一种类型的图案32包括在案例隔板30的页片材料 上制成的穿孔或缺口 。可以从案例隔板30被光学地扫描和检测的任何 类型的标记都可被用来形成图案32。正如关于图3的扫描序列200流程图描述的，扫描仪12执行利用 图案检测算法的图案处理步骤220。用于条形码识别的可能的策略可包 括基于强度和基于梯度的方法，诸如使用Sobel检测器，利用图像分析 技术领域技术人员熟悉的技术。用于条形码的代表性检测方案例如在 以下的专利中描述授权给VanTyne等的题目为"Bar Code Location and Recognition System(条形码定位和识另ij系统)"的美国专利 No.5，073，954，和授权给Su等的题目为"Method and Apparatus for Rapid and Precision Detection of Omnidirectional Postnet Barcode备)"的美国专利No.6，708，884。图案处理步骤220优选地在扫描序列中早期执行，这样，当检测 到案例隔板时，不需要完全的高分辨率地扫描案例隔板30的全部表 面。为了方便扫描和处理速度，图案32优选地放置在案例隔板30最 靠近所扫描的第一部分的部分上。例如，参照图6和7A，案例隔板30 的边缘部分(被扫描的页片的第一部分)是沿页片的底部。通过适当 地把图案32定位，于是仅仅小部分的案例隔板30需要被扫描，以确 定它不是胶片20的页片，而是案例隔板。一旦扫描仪12软件确定当前正在扫描的页片不是胶片而是案例隔 板30时，作为案例隔板应答步骤250的一部分，就采取适当的动作在 适当的点停止高分辨率扫描和适当地响应图案32。在案例隔板30对所伴随的胶片20没有特定的编码信息的最简单 的情形下，扫描仪12可以仅仅记录在这个位置检测到案例隔板30， 然后把案例隔板30弹出，以便继续进行扫描下一张页片。在其它实施 例中，扫描仪12执行译码序列，用来把在图案32中的编码信息译码。 译码序列的复杂性由信息如何被编码、编码如何被定位(包括编码是 在固定的位置还是在可变的位置)、以及有多少信息被存储而被确定。 对于POSTNET条形码应用，例如可能需要对角度偏斜的编码的译码， 诸如在以下的应用中描述的授权给Chandler等的题目为 "Omnidirectional Bar Code Reader with Method and Apparatus for Detecting and Scanning a Bar Code Symbol(用于检观'J和扫描条形码码 元的方法和设备的全向条形码读卡器)"的美国专利No.5,155，343;授权 给Zheng等的题目为"Postnet Bar Code Decoder (邮政网条形码译码 器)"的美国专利No.5，428,211;和授权给Shelhammer等的题目为 "Method and Apparatus for Decoding Two-Dimensional Bar Code Using CCD/CMD Camera (使用CCD/CMD照相机译码二维条形码的方法和 设备)"的美国专利No.5，319，181。在一个实施例中，发现样板匹配译 码技术对于译码在案例隔板30上提供的POSTNET条形码是特别有效 的。作为实际的考虑，在图案32与案例隔板31的背景之间应当有足 够的对比度。在大多数用于乳房X射线摄影术和其它X射线图像的实 施例中，扫描仪12是单色的，它感受光学密度。通过确信图案32比 起它的背景有突出的高对比度，将便于实现精确的和快速的图案检 测。例如，已发现保持背景光学密度不大于0.8(状态T)，图案32的光 学密度标记至少高0.5光学密度单位，是所希望的。与需要分开的条形码扫描仪和需要用于得到条形码扫描的另外的 操作员程序过程的传统的工作流程方法不同，本发明的方法采用一个 使用高分辨率扫描仪来自动处理的案例分隔器页片。在该案例分隔器 本身上具有诸如以条形码来编码的信息的场合下，这个方法利用高分 辨率胶片扫描仪系统本身以便获得编码信息并对其译码。本发明是具体参照某些优选实施例描述的，但将会看到，本领域 技术人员可以在上述的和如在所附权利要求中指出的本发明的范围内 作出变例和修改方案，而不背离本发明的范围。例如，可以在案例之 间和在案例内使用不同的类型的案例隔板30，以使得不仅保持的病人 案例是不同的，而且也可以区分对于特定病人的早先的和新近的检查 结果。另外类型的条形码可用于图案32,并且也可使用其它标准化的 和专用的编码方案。本发明的方法和设备可以与用于把信息耦合到扫 描的图像的其它技术相组合，包括在可扫描的图案之外使用所附的存 储器存储设备。本发明对于结合扫描和数字化乳房X射线摄影术图像的系统的使 用是特别有利的，并且也可以用于把其它类型的来自胶片媒体的诊断 图像数字化，诸如X射线胸部胶片图像或其它类型的X射线、超声、 或其它图像的扫描系统。广义地，本发明的设备和方法可用于处理任 何类型的扫描的和数字化的图像，或特别是在把一组文档与另一组文 档区分开是有利的场合下，用于处理包括文本文档的文档。
权利要求
1.一种用于扫描病人的一组胶片图像的方法，该方法包括以下步骤集合用于扫描的胶片图像组把案例隔板放置在胶片图像组的开始或结束端，用作为区分胶片图像组和要扫描的任何其它胶片图像的指示器，其中案例隔板是独立的页片，并包括表示它的功能是案例隔板的案例隔板图案；扫描胶片组以及案例隔板，以得到扫描的图像数据；以及检测在扫描的图像数据中的案例隔板图案，以便识别案例隔板。
2. 权利要求l的方法，还包括当图案被检测时，把案例隔板弹出 的步骤。
3. 权利要求l的方法，其中图案包括条形码。
4. 权利要求3的方法，其中条形码是POSTNET编码的。
5. 权利要求l的方法，其中图案是印制的图案。
6. 权利要求l的方法，其中图案可以用电子方式重写的。
7. 权利要求l的方法，其中图案具有至少一个穿孔。
8. 权利要求l的方法，其中图案是编码的图案。
9. 权利要求l的方法，其中胶片图像组包括乳房X射线摄影术图像。
10. 权利要求l的方法，其中胶片图像组包括X射线胸部图像。
11. 权利要求1的方法，还包括从在案例隔板上的案例隔板图案 中获得编码的信息的步骤。
12. 权利要求1的方法，其中提供案例隔板的步骤包括选择彩色 编码的案例隔板的步骤，彩色编码表示与病人的医疗情况相关的信 息。
13. —种适合用于由光学扫描设备处理的案例隔板，其中案例隔 板与要被光学扫描设备扫描的一个或多个图像的组相关联，其中案例 隔板或者紧靠在该组之前或者紧接在该组之后被扫描，以及其中案例 隔板带有在被扫描时表示它的功能的标记。
14. 按照权利要求13的案例隔板，其中标记是条形码，且条形码 具有POETNET形式。
15. 按照权利要求13的案例隔板，其中标记是图案。
16. 按照权利要求13的案例隔板，其中标记是编码的图案，以及 编码的图案包括识别病人的信息。
17. 按照权利要求13的案例隔板，其中案例隔板是彩色编码的。
18. 按照权利要求13的案例隔板，其中标记是可以用电子方式重 写的。
19. 按照权利要求13的案例隔板，其中图像被形成在胶片介质上。
20. 按照权利要求13的案例隔板，其中图像包括文本文档。
全文摘要
一种用于扫描病人的一组胶片图像的设备和方法。组装用于扫描的胶片图像组，把案例隔板放置在胶片图像组的开始或结束端，用作为区分该胶片图像组和要扫描的任何其它胶片图像的指示器。案例隔板被放置在分开的页片上，并带有表示它的功能是案例隔板的图案。对胶片组以及案例隔板进行扫描以得到扫描的图像数据。检测在扫描的图像数据中的案例隔板图案，以便识别案例隔板。
文档编号B42F21/00GK101102907SQ200580040313
公开日2008年1月9日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年11月24日
发明者D·H·张, P·B·赫费尔南, Y·沈 申请人:伊斯曼柯达公司