[发明专利]面向医学影像数据库的基于多病灶区域特征的检索系统

说明书

技术领域

本发明属于医疗信息技术和信息检索技术领域，具体为一种面向医学影像数据库的基于多病灶区域特征的检索系统。

背景技术

医学影像信息学及其工程应用的关键核心系统是医学图像归档与通信系统(PACS)。PACS集医学图像的采集、通信、处理、存储与显示于一体，是医院实现数字化的关键信息系统和技术支撑平台。随着医学成像技术的发展和医学信息系统的普及，一所现代化医院的放射科每天会产生大量的放射医学图像，这些图像是医生进行临床诊断、病情跟踪、手术计划、预后研究、鉴别诊断的重要客观依据。医学图像数据的多样性和重要性亟待高效的医学图像检索方法，希望用计算机代替人眼，从海量历史图像数据中选出需要的图像并反馈给用户，以最大限度地利用医学图像所提供的信息，可广泛用于医学诊断，研究机构和教学系统中。

现有的医学图像存储系统中，一般是通过元数据进行查询，如利用病人姓名，检查时间，DICOM图像文件头中的信息等来找到相关的图像，该方法针对性较强，但无法与图像自身的内容相关联。少部分引入了文本检索和基于内容的检索方法(Content-base Image Retrieval，CBIR)，利用医生诊断报告中的关键词或图像的一些视觉特征(如：灰度值、形状、纹理等)来查询图像系列。文本查询的速度较快，但文本描述的多样性和各异性使其无法准确描述出图像中包含的信息；而当前的CBIR系统大多针对孤立病灶或整体内容进行检索，如针对胸部X光图片，肺结节，乳腺癌图像等，但实际的医学图像通常会有多种病症并发出现，而基于图像的整体内容进行检索会弱化对病灶区域的描述，且当图像数据库达到一定规模后，计算图像特征向量间的距离将非常耗时，使得CBIR技术在大规模图像数据库中无法实用化；低层视觉特征与用户查询所使用的高层概念之间存在的“语义鸿沟”，也成为制约CBIR系统进一步发展的瓶颈，因此，单一的采用文本或仅使用图像内容进行检索无法取得较好的结果。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种面向医学影像数据库的基于多病灶区域特征的检索系统(Regional Content based Image Retrieval，RCBIR)，解决当前无法利用“样图”快速有效的检索相关医学图像的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种面向医学影像数据库基于多病灶图像区域特征的检索系统，其特征在于，将该检索系统与PACS显示工作站集成，实现与放射科医生诊断工作流的无缝结合；采用高级图像描述符对图像信息进行全方位的描述，通过文本导航和高维数据索引相结合的方式缩小检索空间。一个有效的查询请求至少由示例图像和高级图像描述符组成。放射科医生在诊断过程中，可选出图像系列中的关键图像作为示例图像。高级图像描述符由图像基本信息和感兴趣区域列表组成。图像基本信息包括了病人和DICOM文件头中的基本信息，病人姓名、检查日期、检查设备类型、检查部位、以往病史。感兴趣区域列表顺次列出了每个感兴趣区域病灶名称、解剖学位置、中心点，轮廓坐标，特征矢量值和优先级，当一幅图像中有多个同种病灶时，可通过优先级确定比较次序。

本发明提出了一种面向医学影像数据库多病灶放射图像的基于区域的检索系统，其系统工作流程如下：步骤1.放射科医生指定感兴趣的病灶区域，对病灶区域进行文本标注，通过该区域的图像内容来计算病灶区域的中心点和区域特征值，生成高级图像描述符并发送到RCBIR服务器中查询相似图像。步骤2.RBIR服务器利用描述符中的信息和特征值矢量在高维索引文件中查询，根据距离阈值，选择和查询具有相同标注信息和相似特征矢量的区域簇作为候选结果集。步骤3.精确计算示例图像和候选图像的相似度值，根据计算所得结果对候选结果排序，并去除不符合要求的结果，将结果返回给用户。用户最终得到的搜索结果集中的每条结果都由两部分组成，一部分是结果图像中每个感兴趣区域的信息列表，包括文本标注、解剖学位置、病理诊断结果信息，另一部分是与示例图像具有相似视觉特征的图像缩略图。步骤4.若用户想查看某一图像的详细信息，可发送请求至PACS服务器，来提取完整的图像系列；若用户不满意当前搜索结果，可通过重新指定感兴趣区域，调整距离阈值来重新查询。

本发明的效果和优点如下：

1.通过高级图像描述符对图像进行全方位描述，实现对感兴趣区域的准确定位，使得对具有多种影像表现的复杂病灶图像的检索成为可能，且便于用户将示例图像中的感兴趣区域与检索结果图像的病灶区域相对应；