[发明专利]胸部X光拍片中的肺部结节的检测

说明书

技术领域

本发明主要涉及计算机辅助检测，尤其涉及在胸部射线照相中的肺部结节的检测。

背景技术

肺癌在男性和女性身上都会发生。至少一组统计表明：在2001年美国有90,363位男性和65,606位女性死于肺癌。人们相信肺癌的早期发现能够将五年的生存率从12％提高到70％。肺癌的检查有助于早期检测。

胸部的投影X光拍片可以用于肺癌的检查。在胸部X光拍片中，肺癌在肺部中呈现为不透明、结块状的结节。当在胸部X光拍片中检测到结节时，可以采取下一步骤以诊断肺部结节是良性还是恶性，并据此对病人进行治疗。然而，由于多种原因，包括观察者的疲劳和结节被肋骨所掩蔽，使得在胸部X光拍片中可能检测不到结节。一些统计表明，在胸部X光拍片中大约有30％的结节未被内科医生发现。在这种情况下，癌症不能得到治疗并且病人从癌症幸免生存的机会就会减小。

计算机辅助检测或者计算机协助检测(CAD)一直用于减小在肺癌检测中的假阴性。CAD有助于内科医生发现肺部结节并因此而提高病人的从肺癌幸免生存的机会。

美国专利No.5,987,094(Clarke)提出一种适用于肺部结节检测的计算机辅助方法和装置。

美国专利No.6,240,201(Xu)提出一种适用于检测胸部X光拍片中结节的方法。该方法除了标准的X光拍片之外还采用了软组织成像，但软组织成像并非总是可以得到的。

在美国专利No.6,141,437(Xu)所披露的CAD方法中，将一些阈值应用于X光拍片，以识别可能的结节区域。然而，已经观察到将一个或者多个阈值应用于图像可能不足以作为分离结节的手段。

在美国专利No.6,549,646(Yeh)所披露的方法中，将一个清晰的肺部区域分成为多个区域，并且对各个区域单独地优化结节的检测。该技术包括放弃在清晰肺部区域之外的象素，这会降低在清晰肺部区域边界附近的结节检测能力。

在美国专利No.6,683,973(Li)中，将在胸部X光拍片中的区域与具有正常和异常解剖特性的模板进行比较。这种解决方法的效力已经被认为是有限的，因为在创建模板时异常解剖特性是不能事先预期的。

已知涉及胸部X光拍片中的肺部结节检测的其它披露，包括：美国专利No.6,088,473(Xu)、美国专利No.6,760,486(Yeh)、美国专利No.6,058,322(Nishikawa)、美国专利No.6,654,728(Li)、美国专利No.6,078,680(Yoshida)、美国专利No.6,754,380(Suzuki)、美国专利No.5,289,374(Doi)、以及美国专利No.6,125,194(Yeh)。

尽管胸部X光拍片肺部结节的自动检测一直是许多年的研究主题，但由于一些原因，其仍是一个具有挑战性的问题。在投影胸部X光拍片中，正常解剖体和肺部结节是重叠在一起的，使得分清它们很困难。同样，诸如肋骨交叉处和肺部血管之类的正常解剖体也会有肺部结节的显像。此外，肺部结节在大小、形状、密度和其它特性方面都会有很大的变化。

因此，自动检测胸部X光拍片中的肺部结节的需求仍然存在，并希望它具有鲁棒性且能克服现有系统/方法中至少一项缺点/问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测胸部X光拍片中的肺部结节的方法，该方法提供了在图像中与肋骨和其它骨头重叠的结节的检测。

本发明的另一目的是提供一种检测胸部X光拍片中的肺部结节的方法，该方法提供了在清晰肺部区域的边缘所发生的结节的检测。

这些目的仅以说明性例子的方式给出，并且这些目的可以是本发明一个或者多个示范性实施例。所披露的发明能够固有地获得的其它期望的目的和优点可以出现，并且对于本领域技术人士是显而易见的。本发明由所附权利要求所定义。

本发明提出了在胸部X光拍片中的肺部结节的自动检测方法。

根据本发明的一个方面，提出了从胸部X光拍片中产生肺部结节图像的方法。该方法包括步骤：产生清晰肺部区域的图像；从清晰肺部区域中去除低频变量，从而产生等级(level)图像；以及对等级图像进行至少一次灰度(grayscale)形态(morphological)操作，从而产生结节-骨头图像。