[发明专利]对图像数据表示的病灶的三维分析

说明书

技术领域

本发明涉及对图像数据表示的病灶的三维分析。本发明还涉及对乳房摄影断层合成图像数据的分析。本发明还涉及对病灶聚类(cluster)的分析。

背景技术

断层合成乳房成像可以包括相对于乳房在一系列角度处采集多幅断层合成投影图像，以及利用描述这些图像中的至少一些的信息来重建体积断层合成重建图像。这种体积图像可以包括具有选择性厚度和取向并对应于各自贯穿部分的一堆乳房切片，或者可以包括通常是但不必是平的乳房切片。另外，可以在采集乳房的断层合成图像相同流程中或在不同流程中以及在对乳房进行相同或不同挤压的情况下，采集常规X射线乳房摄影图像。这样的常规图像除了可以用于断层合成图像之外，还可以用于改善图像分析和显示。

断层合成体积图像可以通过专注于这些图像的选定部分或特征的各种技术来处理，诸如CAD(计算机辅助检测)技术，所述技术可以分析图像以识别可能的异常并且可以在乳房图像或表示上放置标记，所述标记标识位置并且在一些情况下标识关于可能的异常的类型或其他信息。

US 2009/0080752 A1公开了一种形成一组候选像素的方法，所述候选像素是包含在被确定为与钙化相关联并且被称为“钙化像素”的最终像素组中的候选。该方法包括从所述组中去除如下候选钙化像素：所述候选钙化像素不在3D像素组的指定空间中(例如，表示乳房的1cm乘1cm乘3cm体积的空间中，其中，3mm是厚切片图像的尺寸)的至少指定数目的候选钙化像素的组中。

发明内容

获得对图像数据表示的病灶的经改进三维分析将是有利的。为了更好的解决这一问题，本发明的第一方面提供了一种系统，该系统包括：

-病灶检测子系统，其用于基于图像数据来检测各个病灶和各个病灶的三维位置；以及

-聚类检测子系统，其用于基于病灶的三维位置信息来检测病灶聚类，并且基于各个病灶的三维位置将各个病灶中的至少一些与病灶聚类相关联。

当应用这种系统时，病灶聚类的各个病灶的三维位置变得可用。这些三维位置可以用于导出关于病灶的属性的信息。聚类之内的病灶的相对位置可以用作特定疾病的指示。例如，聚类中病灶的三维位置可以用作临床决策支持系统的输入。如果分离地检测聚类的病灶，则可能导出这些病灶的其他特征。下文将给出范例。还可以基于病灶的位置将病灶示意性地可视化。病灶可以包括，例如，微钙化灶。病灶聚类可以包括多个病灶或由其构成，所述多个病灶相对于其在3D中的位置彼此接近。现有的病灶检测技术可以用于检测各个病灶。图像数据可以包括乳房图像数据，并且病灶可以包括诸如微钙化灶的乳房病灶。

所述聚类检测子系统可以被布置成基于各个病灶的三维位置来检测病灶聚类。在这种情况下，病灶的三维位置信息包括各个病灶的三维位置。通过这种方式，现有的聚类算法可以用于对病灶进行聚类。这可以使得该系统易于实施。此外，可以重新使用在病灶检测和/或聚类检测领域中的进展。这可以得到所检测到的病灶和/或聚类的经改善的质量。此外，利用病灶的三维位置替代个体像素允许使用在较高抽象水平上操作的聚类算法，因为其不必处理个体像素。这可以提高效率。病灶检测子系统可以被布置成检测多个病灶，而不管它们是否是聚类的一部分。聚类检测子系统可以被布置成基于病灶的三维位置，来接收这些病灶的三维位置作为输入，并选择是来自多个病灶聚类的部分的病灶。例如，可以使用k均值聚类或模糊c均值聚类。

所述病灶检测子系统可以被布置成基于病灶的至少一个投影和至少一幅三维图像来检测病灶。可以使用用于投影图像和三维图像中的病灶检测的相应算法，在投影图像和三维图像两者中执行病灶检测。可以组合检测结果用于改善病灶检测的鲁棒性，例如通过改善特异性和/或灵敏度。可以利用多个投影导出来自投影的病灶的三维坐标。

所述系统可以包括用于分析病灶聚类的聚类分析子系统。可以通过许多种方式来执行这种分析。病灶聚类的分析可以揭示病灶聚类的临床相关的性质。

所述聚类分析子系统可以包括用于生成包含病灶聚类的界限表面的表面生成器。所述界限表面可以揭示聚类的形状。这种形状可能与身体的特定区域相关联。同样地，所述形状可以用作病灶的恶性度的指示。所述系统可以包括用于使界限表面可视化的可视化子系统。这允许所述系统的用户检查所述界限表面。

所述聚类分析子系统可以包括用于使形状模型适配病灶聚类的至少部分的形状模型子系统。经调整的形状模型可以包括界限表面。适应的形状模型是对病灶聚类进行建模的有用方式。适应的模型可以用于导出病灶聚类的其他性质，其可能有助于临床诊断。这样的性质可以是临床决策支持系统的受检对象。