用于肺结节评估的临床观察和分析工作流程

摘要

一种图像显示系统包括用于观察和分析图像数据的用户可配置视见区。用户可配置视见区包括观察视见区(10)和分析视见区(20)。观察视见区(10)以观察模式显示图像数据的多个图像视图。分析视见区(20)以分析模式显示图像数据的多个图像视图。观察视见区(10)和分析视见区(20)可以被配置成同时显示有关图像数据。

说明书

技术领域

本发明一般涉及显示系统，更具体地说涉及用于观察(review)和分析医学数据的图像数据显示系统。

背景技术

通常通过体积再现强度和/或密度值(例如，在计算机断层摄影(CT)情况中的豪恩斯弗尔德单元(Hounsfield Unit，HU))实现由产生3D数据集的成像设备采集的解剖数据的显示。许多临床应用基于体积数据的三维(3D)显示；这些临床应用包括高级肺部分析、高级脉管分析、有关心脏的应用、CT结肠图等。这些应用依靠图像数据(强度或密度)值使用阈值处理技术显示所选解剖结构的3D再现，所述阈值处理技术从剩余数据中识别所选解剖结构。

这些应用中的一些通常用于筛选肿瘤形式的癌症。例如，放射科医师使用诸如高级肺部分析(ALA)和计算机断层摄影结肠图(CTC)的方法寻找肺部和结肠中的结节和息肉。

放射科医师目前通过观察胸部的轴向图像切片发现肺部中的结节。这种方法很费时，并且随着CT切片数量的增加更加费时。发现之后，通过在高级肺部分析(ALA)分割、体积测量和报告工具的帮助下单独分析结节的特征。放射科医师也需要观察在结节分析中产生的图像。具有观看功能和分析功能的图像视图被单独显示。然后，放射科医师检查过程期间必须在与观看和/或分析有关的多个图像视图的单独显示之间切换。随着CT切片的数量增加，在观看和分析的各种步骤中所有图像视图的观察变得非常费时和麻烦，这是因为放射科医师必须使用多个导航命令在图像视图之间多次来回切换。

用于各种观察和分析工具的处理算法一直被优化，以减少单个工具和算法的处理时间。在具有改善了观察和分析图像数据的时间的新的检测能力(如数字造影剂(DCA))的同时，需要简化涉及观看和分析功能的工作流程，即，减少导航步骤以及在多个视图之间的切换，从而减少完成检查所需的时间。

发明内容

在本发明的示例性实施例中，提供了图像显示系统，该图像显示系统包括用于观察和分析图像数据的用户可配置视见区。用户可配置视见区包括观察视见区和分析视见区。观察视见区以观察模式显示图像数据的多个图像视图。分析视见区以分析模式显示图像数据的多个图像视图。观察视见区和分析视见区可以被配置成同时显示有关的图像数据。

在另一示例性实施例中，提供一种显示图像数据的方法，该方法包括选择待观察和分析的图像数据和在被配置成用于以观察模式显示多个图像视图的观察视见区中显示图像数据。在观察视见区中标记结节。该方法还包括分析所标记的结节的图像数据，和在被配置成用于以分析模式显示多个图像视图的分析视见区中显示分析结果。为有关图像数据同时显示观察视见区和分析视见区。

在另一示例性实施例中，提供包括计算机可读程序代码的计算机数据存储装置。所述计算机可读程序代码配置成执行为观察和分析显示图像数据的方法。

附图说明

参考示例性附图，其中几幅图中的元件以相同方式标记：

图1显示了根据本发明实施例包括显示图像视图的视见区的医学数据显示的数字化图像的示例性实施例；

图2显示了根据本发明实施例包括显示图像视图的视见区的医学数据显示的数字化图像的另一示例性实施例；

图3显示了根据本发明实施例包括显示图像视图的视见区的医学数据显示的数字化图像的另一示例性实施例；

图4显示了根据本发明实施例包括显示图像视图的视见区的医学数据显示的数字化图像的另一示例性实施例；

图5显示了根据本发明实施例包括数据存储装置和显示装置的图像显示系统的示例性实施例。

附图标记

10观察视见区

100图像显示系统

102图像视图-观察(轴向)

104图像视图-观察(轴向切片的“更厚”图像)

106图像视图-观察(球形三维)

108图像视图-观察

110图像视图-观察(肺部的x射线冠状投影)

112、114、116、118、120图像视图-观察

20分析视见区

202、204、206、208、210、212、214、216、218、220、222、224、226图像视图-分析

30应用程序视见区

40结节

42X形十字线

44指示框

46轮廓

48指示器

50解剖对象

200数据存储设备

210可视显示装置

220存储装置

230数据访问装置

240输入装置(键盘)

250输入装置(鼠标)

260显示系统工具

具体实施方式

此处在示例性实施例中公开了一种系统和方法，其能够简化观察和分析来自成像系统的所采集数据的工作流程，所述成像系统参考计算机断层摄影(CT)或正电子发射断层摄影(PET)成像系统。虽然参考计算机断层摄影(CT)成像系统公开了观察和分析该数据的示例性系统和方法，应当理解这种公开仅是说明性的，并且应当知道本发明公开的方法和系统可用于其它成像系统，例如磁共振成像(MRI)、X射线或超声系统。还应当注意，这些示例性实施例包括可疑肺结节的识别、分析和比较，其可应用于各种成像领域，包括，但不限于使用上述成像技术的脉管分析、结肠和心血管分割，工业评估或检查系统，或实质上需要检查详细特征或小特征的情况。

放射科医师目前通过在图像数据的一个显示中手动观看胸部的轴向切片来发现肺中的结节。当CT切片数量增加时，放射科医师所需的时间随待观察CT切片的增加而增加。该观察(或发现步骤)之后，在图像数据的另一显示中分析所识别的结节。本发明示例性实施例中的用户可配置视见区以观察模式和分析模式提供图像数据的图像视图的可显示视见区。这些视见区同时显示以使放射科医师不必由于观看和分析功能观看分开的图像数据的显示。可以使这些显示同步，从而使得在具有观看和分析功能的多个视图中均能够显示结节的位置指示。多次检查和多个数据集中的数据显示也可以被同时显示、同步和配准，以进一步简化成像系统的观看和分析功能。

现在参考图1，示出了包括观察视见区10和分析视见区20的图像显示系统100的示例性实施例。观察视见区10包括一组图像数据的多个图像视图102、104、106、108和110。分析视见区20包括一组所述图像数据的多个图像视视图202、204、206和208。观察视见区10和分析视见区20都可以配置成同时显示有关图像数据。

图1显示了观察视见区10显示在分析视见区20的左侧。用户可以配置观察视见区10和/或分析视见区20，以便在相应视见区内的多个位置中的任何位置显示视图102、104、106、108、202、204、206和208。在可选实施例中，分析视见区20可以被配置成显示在分析视见区20的左侧。

在图1中将观察视见区10和分析视见区20描述为左右结构仅仅是为了说明的目的。观察视见区10和分析视见区20也可以被配置成以上下结构显示视见区。

观察视见区10可以包括显示其中具有结节40的解剖对象50的区域的图像视图。参考图1和2，例如，视图102和112显示了来自CT肺部扫描的具有结节40的轴向切片的轴向源图像。视图104和116显示了具有结节40的视图102的较厚最大强度投影(MIP)图像。在此使用的“较厚”是指在比视图102中的自然切片更厚的切片上的MIP。视图106显示了被分割的肺部区域的球状三维最大强度投影，视图110显示了患者肺部区域的x射线冠状射线总投影，这两个视图都具有结节40。视图114显示了冠状重定格式视图，视图118显示了矢状重定格式视图。在示例性实施例中，观察视见区10可以配置成显示含有多于一个结节40的解剖对象50的区域。

在相对意义上，可以认为观察视见区10包括“更宽广的”视图，例如提供周围解剖区域中的结节40的透视图，相对于解剖对象50的更大区域的结节40的透视图或具有多于一个结节40的区域的透视图。参考图1和2，视图106、110、114和118相对于患者肺部较大区域显示了结节40。视图102、104、108、112和116显示了结节40和大致围绕结节40的区域。基本上，视图102、104、106、108、110、112、114、116和118以“观察模式”显示，以允许医生或放射科医师基于支持他们对解剖对象50进行诊断或分析的图像数据，“观察”所标记的结节和/或与所标记结节有关的解剖区域的显示图像。

在示例性实施例中，观察视见区10可以配置成同步显示图像视图。参考图1，例如，如果将视图102、104、106、108和110之一的图像定向到不同的位置，所剩视图中的图像子集可以与这一个视图中的图像相匹配地移动。该被同步的显示包括观察视见区10的图像视图102、104、106、108和110中的一个以上。

在另一示例性实施例中，观察视见区10可以配置成在视图102、104、106、108和110中的相应位置显示标识结节40的指示器。参考图1和2，视图102、104、106、108、110、112、114和118每一个都具有相对该视图中的图像在适当位置被指示的结节40。例如，在图1中，视图106和110显示了在肺部区域右侧指示的结节40。在可选实施例中，可以将结节40的指示48显示在视图102、104、106、108和110的子集中。可以在观察视见区10的图像视图中指示多于一个结节40，在所显示的解剖区域中可能存在多于一个结节40时这是可行的。

在示例性实施例中，观察视见区10可以被配置成允许标记或选择结节40。可以由图像显示系统100或用户进行结节40的选择。例如，用户可以通过由图像显示系统100提供的导航或命令步骤在例如观察视见区10中标记结节40。

在其它示例性实施例中，图像显示系统100可以包括诸如数字造影剂(DCA)的用于标识结节40的工具。DCA的进一步描述将在后面更具体讨论。DCA可以在观察视见区10中提供相对所显示解剖对象50或区域的结节40位置的指示。DCA还可以被配置成允许选择DCA的尺寸以进一步提供图像显示系统100的观察和分析功能的用户化。观察视见区10或分析视见区20可以被配置成允许选择DCA的尺寸，以进一步使视见区和数据显示系统用户化。

在可选实施例中，可以通过图像显示系统100和用户选择的组合选择结节40。例如，DCA可以基于DCA的设置在可疑结节位置提供指示器48。基本上，可以在任何视见区上启动DCA。在示例性实施例中，DCA响应可以显示为红色对象。在可选实施例中，指示器48可以显示在冠状、矢状或横贯轴向的视见区中的结节分割，并与DCA无关。

DCA是用于在DCA的响应中突出球形或圆柱形对象的方法，帮助用户定位可疑对象或结节。在示例性实施例中，这种方法可以为所有的DCA对象设定有效过滤阈值尺寸，例如直径的毫米，并且仅相对所选尺寸显示那些对象。例如，可以仅显示大于设定阈值但小于最大阈值的DCA响应中的DCA对象。最大阈值可以由用户确定或者可以是相对其观察和分析结节的诸如器官的解剖对象50的尺寸。在可选实施例中，所显示的DCA对象可以仅包括那些尺寸小于或等于设定阈值的对象。

有效尺寸的设定可以由DCA工具中的偏好设定实现，或使用用户界面控制交互地改变。DCA过滤器实质上将所选尺寸与DCA对象相比较，并相对于设定尺寸过滤所有那些对象。例如，可以计算所检测对象的有效体积(例如DCA响应的所有连接组件的体积)，并基于有效过滤尺寸将其与有效球形值将成为的相比。

然后，用户可以观察可疑结节以确定是否可疑结节应当被进一步分析。然后，用户可以通过由图像数据系统100提供的多个命令或工具中的任何一个，来标记可疑结节以用于进一步分析，例如提供指示器48。有利地，使用工具帮助用户识别结节可以减少完成图像数据的观察和分析所需的时间。另外，可以提高识别结节的准确性。

参考图1，分析视见区20可以包括以更具体或放大视图显示结节40的图像视图202、204、206和208。在示例性实施例中，视图202、204、206和208也可以包括紧紧围绕结节40的区域或其它解剖特征。在又一示例性实施例中，分析视见区20可以配置成显示可在观察视见区10中显示的多个结节40的子集，如上所述。

参考图1和2，例如，视图202和210仅显示结节40的结节视图，从而提供对结节40的形状、位置和组成的判断。图像视图202、206、210和214也在围绕图像视图202的外围的文本中显示包括结节特征和体积参数的分析参数。视图206和214显示结节40的结节遮蔽视图和在结节40紧邻区域中的周围血管。视图204和212显示轴向轮廓，而图像视图208和216显示在轴向和矢状视图中被分割结节的矢状轮廓。

基本上，视图202、204、206、208、210、212、214和216以“分析模式”显示，以将关于结节40的信息提供给医生或放射科医师，以进一步帮助他们诊断和分析结节40和解剖对象50。

与观察视见区10相比，在相对意义上，分析视见区20可以认为是包括解剖对象50的“局部”视图，例如，以具体或放大视图提供结节40的视图或，将结节40的视图提供为单个对象，该单个对象为更大的识别出的结节40的组的子集。如上所述，这些“局部”视图可以包括紧围结节40的区域或可以包括在紧围结节40的区域中的解剖特征。

在示例性实施例中，分析视见区20可以被配置成同步显示图像视图。参考图1，例如，如果视图202、204、206和208中的一个的图像被操作成不同方向，所剩视图中的图像的子集可以与这一个视图中的图像相匹配地移动。该同步显示包括分析视见区20的图像视图202、204、206和208中的一个以上。

在另一示例性实施例中，分析视见区20可以被配置成显示指示器48，指示器48在图像视图中的相应位置标识结节40。参考图1，视图202、204、206和208中的每一个具有相对于其它视图202、204、206和208中的图像在合适位置被指示的结节40。在可选实施例中，可以在视图202、204、206和208的子集中显示结节40的指示。

在示例性实施例中，如图1所示，观察视见区10和分析视见区20可以被配置成同步显示视图102、104、106、10g、110、202、204、206、和208。例如，如果视图102、104、106、108、110、202、204、206、和208中的一个的图像被定向到不同位置，则所剩视图的子集可以与这一个视图中的图像匹配地移动。

在其它示例性实施例中，如果用户选择了不同于当前在观察视见区10和分析视见区20中所显示结节的结节40，则显示视图102、104、106、108、110、202、204、206和208可以被刷新以分别在观察视见区10中以观察模式，在分析视见区20中以分析模式显示该不同的结节40。该同步显示包括观察视见区10的至少一个图像视图102、104、106、108和110，和分析视见区20的至少一个图像视图202、204、206和208。

用户可以在它们的“观察”和“分析”模式中同时观看全部医疗数据的图像，而不必在图像之间或模式之间切换。有利地，可以减少用户导航命令或步骤的数量，随之减少完成检查的观察和分析功能的时间。另外，由于用户可以花更少的时间在图像显示系统100中导航，用户现在可以将注意力集中到图像数据的观察和分析上，可以提高诊断质量。

在另一示例性实施例中，观察视见区10和分析视见区20可以被配置成显示指示器48，指示器48在图像视图中的相应位置标识结节40。参考图1，每个视图102、104、106、108和110都具有相对于其它视图202、204、206和208中的图像在适当位置被指示的结节40。在可选实施例中，该指示可以显示在图像子集中或视图102、104、106、108、110、202、204、206和208的子集中。

观察视见区10和分析视见区20中的结节40的指示器48可通过多种直观显示装置中的任何一种显示，这些装置包括，但不限于颜色突出、指示框44、十字线42、描画轮廓、文本标记、标记可听到信号的动作，或通过包括至少上述之一的组合显示。颜色突出可以包括将结节40位置与周围区域可视区分的多种颜色中的任何颜色。文本标记可以包括字母数字字符。例如，可以想到，使用形成词语或标签的字符索引结节40，以便在检查中用于进一步参考。动作标记可以包括以一些方式可视“运动”的指示，例如闪烁、旋转或脉动。可听到的信号可以包括铃声、嗡嗡声、讲出的词语等，以及适用于在此公开的目的的任何信号。

在示例性实施例中，可以显示单个指示器48以指示结节40。在可选实施例中，可以使用指示器48的组合指示结节40。参考图1，视图106、108、110、202和206用X形十字线图示结节40。视图102和104用X形十字线42和指示框44指示结节40。视图204和208具有X形十字线42和指示框44，结节40的边界以更黑的线描画46以与周围区域形成对比。

在其它示例性实施例中，图像显示系统100可以被配置成显示和操作应用程序(utility)视见区30。应用程序视见区30可以包括与观察视见区10和/或分析视见区20一起使用的导航功能和报告和/或文件命令。例如，用户可能希望将图像数据、图像视图、分析结果和诊断意见以DICOM SR格式(来自Digital Imaging andCommunications in Medicine(医学数字成像和通信))储存，其是由ACR-NEMA(American College of Radiology-NatioRal ElectricalManufacture’s Association)开发的标准，用于医疗成像设备之间的通信。可以以DICOM SR格式输出报告，并且可以将所指示的结节以RTSS文件格式(用于放射治疗的DICOM内的标准)保存。分析视见区20也可以被配置成显示和/或操作上述多个应用程序功能中的任何功能。

在示例性实施例中，观察视见区10可以被配置成显示图像数据的多个图像视图中的任何视图，包括，但不限于轴向视图、冠状视图、矢状视图、遮蔽(三维)视图等，或适用于在此所述目的的任何“更宽广的”透视图。观察视见区10也可以被配置成显示和/或操作用书签标记、结节40的分类，或上述多个应用程序功能中的任何功能。

在示例性实施例中，分析视见区20可以配置成显示与分析工具相关联的多个图像视图的任何视图，或适用于在此所述目的的任何“局部”透视图，所述分析工具包括，但不限于用书签标记、分割、体积再现、体积计算、生长分析、尺寸分析、结节总体积、结节相对于解剖结构区域体积的百分比体积、结节40的分类等。

分析工具可以包括一种从计算机断层摄影完全自动分割气管和肺部的方法，例如在2005年3月25日申请的共同转让的美国专利申请11/085,736中描述的。肺部分割使得能够仅聚焦在肺部区域，并且是用于高级肺部分析(ALA)中几个其它工具的关键预处理步骤，所述工具例如为数字造影剂(DCA)算法、自动配准算法和肺部形状显示，包括调整横切片的显示以允许集中在肺部区域上的能力。

另一分析工具可以包括使用用于抑制假响应的三维过滤的后处理显示和检测解剖形状的方法，例如在2004年10月8申请的共同转让的美国专利申请10/961,245中描述。在此，可以使用解剖信息对不相称响应(例如球形和圆柱形的)进行后处理，以将响应的交叉干扰最小化，和/或使用响应分类算法对其进行后处理以减小交叉干扰的大小，之后进行显示所述响应的显示过程。

另一分析工具可以包括解剖形状过滤和任何三维体积数据集的可视化的实时方法，例如在2004年4月29日申请的共同转让的美国专利申请10/709,355中描述。可以使用用于形状过滤方法的算法增强CT扫描中球形和圆柱形，例如涉及DCA。

另一分析工具可以包括在各向异性体积数据集上实时实施形状过滤方法，例如在2005年3月14日申请的共同转让的美国专利申请11/079,694中描述的。在此，过滤方法可用于跟踪各种解剖结构和病理结构的形状和尺寸的纵向变化。

如上所述，本发明的实施例可以包括上述分析工具中的一个或多个。

在其它示例性实施例中，图像数据显示系统100可以被配置成以多种配置显示观察视见区10的“更宽广的”图像视图和分析视见区20的“局部”图像视图。例如，当用户选择配置该图像显示系统时，观察视见区10和分析视见区20的图像视图可以交替显示或分组。参考图3，分析视见区20的单个图像视图218与观察视见区10的图像视图102、106、108和120排列在一起。图4显示了图像显示系统100的可选实施例，其中分析视见区20的图像视图220、222、224和226的组被配置成显示在显示版面的右上部。观察视见区10的检查视图102、114和118相对于分析视见区20的图像视图组显示。基本上，用户可以将观察视见区10和分析视见区20配置成显示数据的多个图像视图中的任何视图，以有效执行检查的观察和分析功能。

图像显示系统100还可以包括单个可视显示装置或多个可视显示装置。单个可视显示装置可以称为“单头版面”，而多个可视显示装置可称为“双头版面”。图1和2显示了双头版面的示例性实施例。图3和4显示了单头版面的示例性实施例。图5显示了根据本发明的实施例的可视显示装置210和数据存储设备200的示例性实施例。图像显示系统100和用户可配置视见区10、20和30指示为显示在可视显示装置210上。

在另一示例性实施例中，图像数据可以包括第一数据集和第二数据集。第一数据集在第二数据集之前被采集，例如来自两个不同的检查。图像数据显示系统100可以进一步配置成配准多个检查的图像数据。有利地，使可能包括结节40的解剖对象50的选定区域同步，以使用户可以评估结节40的变化。观察视见区10或分析视见区20可以配置成显示配准的多个检查的图像视图。

仅为了说明的目的，将图1-4呈现为描述用于单次检查的观察视见区10和分析视见区20的配置。观察视见区10和分析视见区20也可以配置成显示来自第一和第二图像数据集的图像视图。

还提供了显示图像数据的方法的示例性实施例。该方法包括选择待观察和分析的图像数据。如上所述，该图像数据可以包括来自多次检查或数据采集的两个数据集。在可选实施例中，选择图像数据可以包括配置数字造影剂(DCA)以限定DCA的尺寸。

图像数据在被配置用于以观察模式显示第一图像视图集的观察视见区10中显示。在观察视见区10中显示图像可以包括使观察视见区10中的图像视图同步。在示例性实施例中，在观察视见区10中显示图像数据可以包括显示结节40的指示器48。在可选实施例中，指示48可以由DCA、用户或上述两者提供。

可以由诸如数字造影剂(DCA)、计算机程序或算法的图像显示系统100的工具260在观察视见区10中标记结节。用户也可以使用经由输入装置240或250到数据存储设备200的合适的导航按键或命令，在观察视见区10中标记结节，如图5的示例性实施例所示。

由图像显示系统100分析所标记结节的图像数据。图像数据的分析可以由图像显示系统100自动执行，或者可能需要用户使用如图5所示的输入装置240或250通过定义的按键或命令启动分析。在示例性实施例中，在图像数据上执行的分析功能可以在图像显示系统100中预先设定或可以由用户有选择地选择。

在被配置用于以分析模式显示图像视图集的分析视见区20中显示分析功能的结果。在分析视见区20中显示图像可以包括使分析视见区20中的图像视图同步。在示例性实施例中，在分析视见区20中显示图像数据可以包括显示结节40的指示器48。

在另一示例性实施例中，为有关图像数据同时显示观察视见区10和分析视见区。同时显示可以包括使得观察视见区10和分析视见区20中的图像视图同步。

在另一实施例中，提供计算机数据存储设备200。计算机存储数据设备200可以包括诸如RAM或其它存储器件的存储装置220和诸如磁盘驱动器的数据访问装置230。示例性实施例的技术效果是简化了的涉及观察和分析功能的工作流程，其减少了导航步骤和在多个图像视图之间切换的需要。

在可选实施例中，计算机存储设备200可以包括被配置用于执行显示图像数据的方法的计算机可读程序。该方法包括选择待观察和分析的图像数据，在被配置成用于以观察模式显示多个图像视图的观察视见区10中显示图像数据，在观察视见区10中标记结节40，分析所标记的结节40的图像数据，在被配置成用于以分析模式显示另外的多个图像视图的分析视见区20中显示分析结果，以及同时显示观察视见区和分析视见区20。

虽然参考示例性实施例描述了本发明，本领域普通技术人员应当明白在不脱离本发明范围的情况下可以作出各种变化并可以由等效物替换本发明的元件。另外，在不脱离本发明基本范围的情况下可以对本发明的教导进行多种修改以适应特殊的环境或材料。因此，意味着本发明不限于用于实现本发明所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入后面的权利要求范围内的所有实施例。