Классификация tnm с использованием наложения изображения

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к классификации опухолей с использованием наложения изображения. Система (SYS) и способ для классификации исследуемой опухоли с использованием правил определения стадии по принципу опухоль-узел-метастаз (TNM), основываясь на данных трехмерного изображения для визуализации исследуемой опухоли, содержит: структуру (OL) данных наложения для определения TNM наложения для отображения на изображении опухоли, обрабатываемом компьютером по данным изображения. Структура (OL) данных наложения представляет собой трехмерную геометрическую структуру, характерную для правил определения стадии по принципу TNM для определения стадии опухоли. TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли. Блок (U10) наложения для определения TNM наложения, основываясь на структуре (OL) данных наложения и расположении TNM наложения на изображении опухоли. Размер TNM наложения основан на масштабе обрабатываемого компьютером изображения опухоли. Группа изобретений позволяет клиницисту визуально оценивать и классифицировать исследуемую опухоль согласно TNM классификации за счет того, что размер TNM наложения (OL) делают зависящим от масштаба изображения опухоли, отношение расстояния между двумя местоположениями на расположенном TNM наложении к расстоянию между двумя местоположениями на вычисляемом изображении опухоли становится по существу постоянным, т.е. независимым от визуализации данных изображения. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к классификации опухолей с использованием наложения изображений.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

AJCC (Американский объединенный онкологический комитет) и UICC (Международный союз по онкологии) выбрали стадийность по классификации TNM (опухоль-узел-метастаз) для определения злокачественной опухоли (TNM Classification of Malignant Tumours, 7-е издание, ISBN: 978-1-4443-3241-4, декабрь 2009 года), что далее в настоящем документе обозначается как ссылка 1. Система TNM описывает, как классифицировать степень злокачественной опухоли, основываясь на морфологических атрибутах злокачественных опухолей, которые считаются влияющими на прогноз заболевания (например, размер первичной опухоли или расстояние от опухоли до других структур). Для определения стадии опухоли клиницисты, например, врачи, должны измерять наибольшее измерение опухоли (см. фиг.1) и затем применять правила определения стадии по TNM для того, чтобы классифицировать опухоль (см. таблицу 1). Это подвержено ошибкам, требует времени и влечет неудобства.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Будет полезно иметь систему, способную упростить задачу классификации злокачественных опухолей.

Таким образом, в одном из аспектов изобретение относится к системе для классификации исследуемой опухоли, основываясь на данных трехмерного изображения для визуализации исследуемой опухоли, причем система содержит:

структуру данных наложения для вычисления TNM наложения для отображения на изображении опухоли, вычисленном по данным трехмерного изображения, причем TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли; и

блок наложения для вычисления TNM наложения, основываясь на структуре данных наложения и расположении TNM наложения на изображении опухоли, причем размер TNM наложения основан на масштабе вычисляемого изображения опухоли.

Делая размер TNM наложения зависящим от масштаба изображения опухоли, отношение расстояния между двумя местоположениями на расположенном TNM наложении к расстоянию между двумя местоположениями на вычисляемом изображении опухоли становится по существу постоянным, т.е. по существу независящим от визуализации данных изображения. Таким образом, TNM наложение, наложенное на изображение опухоли, позволяет клиницисту быстро визуально оценивать и классифицировать исследуемую опухоль, например, злокачественную опухоль, согласно TNM классификации.

В одном из вариантов осуществления системы структура данных наложения представляет трехмерную геометрическую структуру, блок наложения выполнен с возможностью того, чтобы располагать трехмерную геометрическую структуру в объеме данных трехмерного изображения, линейные размеры трехмерной геометрической структуры основаны на масштабе данных трехмерного изображения во всех измерениях, и TNM наложение вычисляют, основываясь на трехмерной геометрической структуре и изображении опухоли. Делая линейные размеры трехмерной геометрической структуры зависящими от масштаба данных трехмерного изображения во всех измерениях, отношение расстояния между двумя местоположениями на положенной трехмерной геометрической структуре к расстоянию между двумя местоположениями в объеме данных трехмерного изображения становится по существу постоянным, т.е. по существу не зависящим от визуализации данных изображения.

В одном из вариантов осуществления системы блок наложения может быть выполнен с возможностью картирования данных, представляющих трехмерную геометрическую структуру, в объеме данных изображения, и для слияния картированных данных с данными изображения, тем самым создавая интегрированные данные наложения изображения, и блок наложения дополнительно может быть выполнен с возможностью вычисления изображения по интегрированным данным наложения изображения, которые, следовательно, визуализируют исследуемую опухоль и TNM наложение.

Специалисту в данной области должно быть понятно, что масштаб двух объектов или деталей объекта, представленных на двухмерном изображении, созданном по данным трехмерного изображения, может различаться. Например, это имеет место, когда каждый объект или деталь объекта находится на отличающемся расстоянии от плоскости наблюдения и изображение восстанавливают посредством линейной перспективной проекции, например. Условие о том, что «размер TNM наложения основан на масштабе вычисляемого изображения опухоли», следует интерпретировать в этом контексте.

Следует отметить, что после того, как данные трехмерного изображения располагают в объеме данных изображения, т.е. по отношению к данным изображения, какое-либо изменение изображения опухоли может вести к соответствующему изменению TNM наложения. Изменение изображения опухоли может быть обусловленным преобразованием, например, линейным перемещением или вращением, данных изображения или выбором другого пути (т.е. другого алгоритма рендеринга) для вычисления изображения опухоли. Специалисту в данной области известно множество путей для вычисления изображения опухоли.

В одном из вариантов осуществления системы положение трехмерной геометрической структуры вычисляют, основываясь на пользовательском вводе и/или сегментации данных трехмерного изображения. Например, алгоритм сегментации можно использовать для вычисления центра масс сегментированной исследуемой опухоли. Вычисленный центр масс можно использовать для расположения трехмерной геометрической структуры в объеме данных изображения. Необязательно алгоритм сегментации дополнительно можно использовать для вычисления главных осей тензора инерции сегментированной исследуемой опухоли, и вычисленные главные оси можно использовать для ориентации трехмерной геометрической структуры в объеме данных изображения. Альтернативно пользователь может осуществлять навигацию через стопку изображений, содержащихся в данных изображения, чтобы выбрать и ввести положение трехмерной геометрической структуры, например, посредством определения положений ориентиров трехмерной геометрической структуры по отношению к изображению.

В одном из вариантов осуществления системы блок наложения дополнительно выполнен с возможностью изменения положения трехмерной геометрической структуры по отношению к данным трехмерного изображения, основываясь на пользовательском вводе. Изменение положения включает линейные перемещения и/или вращения трехмерной геометрической структуры по отношению к данным трехмерного изображения. Блок наложения выполнен с возможностью обновления положения TNM наложения согласно новому положению трехмерной геометрической структуры по отношению к данным трехмерного изображения после изменения положения трехмерной геометрической структуры по отношению к данным трехмерного изображения.

В одном из вариантов осуществления системы трехмерная геометрическая структура содержит множество концентрических сфер или множество концентрических кубов. Система выполнена с возможностью вычисления изображения опухоли по данным тонкого среза, содержащим центр сфер или кубов. Тогда TNM наложение может содержать множество концентрических кругов или множество концентрических прямоугольников соответственно.

В одном из вариантов осуществления система дополнительно содержит блок сегментации для вычисления наложения опухоли для того, чтобы показывать исследуемую опухоль на изображении опухоли. Например, границы опухоли можно вычислять, используя способ, описанный в EP 1614069 B1, озаглавленном «Volume Measurements in 3d Datasets» (Объемные измерения в трехмерных наборах данных), и контур опухоли на основе вычисляемых границ опухоли можно показывать на изображении опухоли для того, чтобы содействовать интерпретации изображения опухоли.

В одном из вариантов осуществления системы блок наложения дополнительно выполнен с возможностью адаптации TNM наложения, основываясь на свойстве данных трехмерного изображения. Например, толщину линии можно определять посредством отношения сигнала к шуму в вычисляемом изображении опухоли, или уровень яркости каждого пикселя, отображающего TNM наложение, можно определять с помощью среднего уровня яркости пикселей изображения опухоли, которые по существу содержатся в кольцевом окружении пикселя TNM наложения.

В одном из вариантов осуществления системы блок наложения дополнительно выполнен с возможностью адаптации TNM наложения, основываясь на типе исследуемой опухоли. Различные опухоли могут требовать различных TNM правил. Например, TNM правила, требуемые для опухоли легкого и опухоли молочной железы, различны. Эти TNM правила могут быть отражены в TNM наложении. Возможно, правила могут быть отражены в трехмерной геометрической структуре для вычисления TNM наложения. Например, различные трехмерные геометрические структуры могут иметь различные формы или размеры.

В одном из вариантов осуществления система дополнительно содержит блок опухоли для указания стадии исследуемой опухоли на изображении опухоли, основываясь на пользовательском вводе или сегментации данных трехмерного изображения. Например, контур, определяющий стадию исследуемой опухоли, может быть красным или мигающим.

В одном из вариантов осуществления системы блок опухоли дополнительно выполнен с возможностью сообщения размера исследуемой опухоли на изображении опухоли, основываясь на пользовательском вводе и/или сегментации данных трехмерного изображения. Размер, а также какую-либо другую релевантную информацию, связанную с исследуемой опухолью, полученную из пользовательского ввода и/или анализа данных трехмерного изображения, можно отображать в текстовом поле, расположенном так, что оно не загораживает изображение исследуемой опухоли и TNM наложение.

В дополнительном аспекте предусмотрено устройство для регистрации изображения, содержащее систему по изобретению.

В дополнительном аспекте предусмотрена рабочая станция, содержащая систему по изобретению.

В дополнительном аспекте изобретение относится к способу классификации исследуемой опухоли, основываясь на данных трехмерного изображения для визуализации исследуемой опухоли, причем способ выполнен с возможностью использования структуры данных наложения для вычисления TNM наложения для отображения на изображении опухоли, вычисленном по данным трехмерного изображения, причем TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли, причем способ включает стадию наложения для вычисления TNM наложения, основываясь на структуре данных наложения, и для расположения TNM наложения на изображении опухоли, причем размер TNM наложения основан на масштабе вычисляемого изображения опухоли.

В реализации способа структура данных наложения представляет трехмерную геометрическую структуру, этап наложения обеспечивает расположение трехмерной геометрической структуры в объеме данных изображения, линейные размеры трехмерной геометрической структуры основаны на линейном масштабе данных трехмерного изображения по всем измерениям, а TNM наложение вычисляется на основе трехмерной геометрической структуры и изображении опухоли.

В дополнительном аспекте изобретение относится к компьютерному программному продукту, подлежащему загрузке посредством компьютерного устройства, содержащего инструкции для классификации исследуемой опухоли с использованием TNM (опухоль-узел-метастаз) наложения для отображения на изображении опухоли, вычисленном по данным трехмерного изображения, причем TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли, компьютерное устройство содержит блок обработки и память, компьютерный программный продукт, после загрузки, предоставляет указанному блоку обработки возможность осуществлять этапы способа по изобретению.

Специалисты в данной области примут во внимание, что два или более из указанных выше вариантов осуществления, реализаций и/или аспектов изобретения можно комбинировать каким-либо образом, который сочтут полезным.

Модификации и вариации системы, рабочей станции, устройства для регистрации изображения, способа и/или компьютерного программного продукта, которые соответствуют описанным модификациям и вариациям системы или способа, может осуществить специалист в данной области, основываясь на описании.

Специалист в данной области примет во внимание, что массив данных изображения в описываемом в заявке изобретении может представлять собой двухмерный (2-D), трехмерный (3-D) или четырехмерный (4-D) массив данных изображения, получаемый посредством различных модальностей регистрации, таких как, без ограничения указанным, рентгеновская визуализация, компьютерная томография (CT), магнитно-резонансная визуализация (MRI), ультразвук (US), позитронно-эмиссионная томография (PET), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT) и радиоизотопная визуализация (NM).

Изобретение определено в независимых пунктах формулы изобретения. Благоприятные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты изобретения поясняются посредством реализаций и вариантов осуществления, описанных далее в настоящем документе и со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг.1 проиллюстрировано измерение опухоли в груди;

на фиг.2 представлена блок-схема примерного варианта осуществления системы;

на фиг.3 представлено MRI изображение, визуализирующее исследуемую опухоль, и наложенное примерное TNM наложение;

на фиг.4 представлен увеличенный фрагмент изображения, представленного на фиг.3;

на фиг.5 схематично представлена примерная блок-схема способа;

на фиг.6 схематично представлен примерный вариант осуществления устройства для регистрации изображения; и

на фиг.7 схематично представлен примерный вариант осуществления рабочей станции. Идентичные номера позиций используют для обозначения сходных частей на всех чертежах.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг.2 схематично представлена блок-схема примерного варианта осуществления системы SYS для классификации исследуемой опухоли, основываясь на данных трехмерного изображения для визуализации исследуемой опухоли, причем система содержит:

структуру OL данных наложения для вычисления TNM наложения для отображения на изображении опухоли, вычисленном по данным изображения, где TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли; и

блок U10 наложения для вычисления TNM наложения, основываясь на структуре OL данных наложения и расположении TNM наложения на изображении опухоли, где размер TNM наложения основан на масштабе вычисляемого изображения опухоли.

Примерный вариант осуществления системы SYS дополнительно содержит:

блок U20 сегментации для вычисления наложения опухоли для того, чтобы показывать исследуемую опухоль на изображении опухоли;

блок (U30) опухоли для:

указания стадии исследуемой опухоли на изображении опухоли, основываясь на пользовательском вводе или сегментации данных трехмерного изображения; и/или

сообщения размера исследуемой опухоли на изображении опухоли, основываясь на пользовательском вводе и/или сегментации данных трехмерного изображения;

блок U60 управления для управления работой системы SYS;

пользовательский интерфейс U65 для связи между пользователем и системой SYS; и

блок U70 памяти для хранения данных.

В одном из вариантов осуществления системы SYS имеют место три входных разъема U81, U82 и U83 для входных данных. Первый входной разъем U81 выполнен с возможностью приема данных, поступающих от средства хранения данных, такого как, без ограничения указанным, жесткий диск, магнитная лента, флэш-память или оптический диск. Второй входной разъем U82 выполнен с возможностью приема данных, поступающих от устройства ввода пользователя, такого как, без ограничения указанным, мышь или сенсорный экран. Третий входной разъем U83 выполнен с возможностью приема данных, поступающих от устройства ввода пользователя, такого как клавиатура. Входные разъемы U81, U82 и U83 соединены с блоком U80 управления вводом.

В одном из вариантов осуществления системы SYS имеют место два выходных разъема U91 и U92 для выходных данных. Первый выходной разъем U91 выполнен с возможностью вывода данных на средство хранения данных, такое как жесткий диск, магнитная лента, флэш-память или оптический диск. Второй выходной разъем U92 выполнен с возможностью вывода данных на устройство отображения. Выходные разъемы U91 и U92 принимают соответствующие данные через блок управления выводом U90.

Специалисту в данной области должно быть понятно, что существует множество путей для соединения устройств ввода со входными разъемами U81, U82 и U83 и устройств вывода с выходными разъемами U91 и U92 системы SYS. Это может включать в себя, без ограничения указанным, проводное и беспроводное соединение, цифровую сеть, такую как, без ограничения указанным, локальная сеть (LAN) и глобальная сеть (WAN), интернет, цифровая телефонная сеть и аналоговая телефонная сеть.

В одном из вариантов осуществления система SYS содержит блок U70 памяти. Система SYS выполнена с возможностью приема вводимых данных от внешних устройств через какой-либо из входных разъемов U81, U82 и U83 и хранения принимаемых вводимых данных в блоке U70 памяти. Загрузка вводимых данных в блок U70 памяти делает возможным быстрый доступ к релевантным частям данных посредством блоков системы SYS. Вводимые данные содержат данные трехмерного изображения. Вводимые данные дополнительно могут содержать пользовательский ввод для расположения TNM наложения или трехмерной геометрической структуры и результатов сегментации опухоли, например, таких как бинарная маска опухоли, расположенная в объеме данных изображения. Блок U70 памяти можно реализовать посредством устройств, таких как, без ограничения указанным, файл регистров CPU, кэш-память, микросхема оперативного запоминающего устройства (RAM), микросхема постоянного запоминающего устройства (ROM) и/или привод жесткого диска и жесткий диск. Блок U70 памяти дополнительно может быть выполнен с возможностью хранения выводимых данных. Выводимые данные содержат изображение опухоли с наложенным TNM наложением. Блок U70 памяти также может быть выполнен с возможностью приема данных от и/или доставки данных к блокам системы SYS, содержащей блок U10 наложения, блок U20 сегментации, первый блок U30 опухоли, блок U60 управления и пользовательский интерфейс U65, через шину U75 памяти. Блок U70 памяти дополнительно выполнен с возможностью обеспечения доступа к выводимым данным для внешних устройств через какой-либо из выходных разъемов U91 и U92. Сохранение данных от блоков системы SYS в блоке U70 памяти предпочтительно может повышать производительность блоков системы SYS, а также скорость передачи выводимых данных от блоков системы SYS к внешним устройствам.

В одном из вариантов осуществления система SYS содержит блок U60 управления для управления системой SYS. Блок U60 управления может быть выполнен с возможностью приема управляющих данных от и предоставления управляющих данных блокам системы SYS. Например, после приема информации о расположении трехмерной геометрической структуры пользовательский интерфейс U65 может быть выполнен с возможностью предоставления управляющих данных «информация о расположении трехмерной геометрической структуры доступна» блоку U60 управления, и блок U60 управления может быть выполнен с возможностью предоставления управляющих данных «вычислить положение трехмерной геометрической структуры» блоку U10 наложения. Альтернативно функции управления можно реализовать в других блоках системы SYS.

В одном из вариантов осуществления системы SYS система SYS содержит пользовательский интерфейс U65 для обеспечения взаимодействия между пользователем и системой SYS. Пользовательский интерфейс U65 может быть выполнен с возможностью приема пользовательского ввода, содержащего имя файла, содержащего данные трехмерного изображения, и пользовательского ввода для расположения трехмерной геометрической структуры. Необязательно пользовательский интерфейс может принимать пользовательский ввод для выбора режима работы системы SYS, такой как, например, для выбора или модификации трехмерной геометрической структуры или TNM наложения, основываясь на его/ее знании о типе опухоли. Пользовательский интерфейс дополнительно может быть выполнен с возможностью отображения изображения опухоли с наложенным TNM наложением. Специалисту в данной области должно быть понятно, что дополнительные полезные функции могут быть реализованы в пользовательском интерфейсе U65 системы SYS.

Изобретение описано со ссылкой на опухоль молочной железы и правила определения стадии злокачественной опухоли молочной железы (ссылка 1) и данные трехмерного MRI изображения. Специалисту в данной области известно, как модифицировать изобретение, чтобы применять его к другим типам злокачественных опухолей, типам наблюдений, модальностям визуализации и другим системам определения стадии злокачественной опухоли. Объем формулы изобретения не следует толковать в качестве ограниченного описанными вариантами осуществления.

Правила TNM для определения стадии злокачественной опухоли молочной железы согласно ссылке 1 обобщены в таблице 1.

Таблица 1 Фрагмент TNM правил для определения стадии злокачественной опухоли молочной железы
Стадия	Описание
T1mi	Опухоль ≤1 мм по наибольшему измерению
T1a	Опухоль >1 мм, но ≤5 мм по наибольшему измерению
T1b	Опухоль >5 мм, но ≤10 мм по наибольшему измерению
T1c	Опухоль >10 мм, но ≤20 мм по наибольшему измерению
T2	Опухоль >20 мм, но ≤50 мм по наибольшему измерению
T3	Опухоль >50 мм по наибольшему измерению

MRI изображение груди на фиг.1 представляет опухоль, присутствующую в левой груди. Представленное изображение является изображением, полученным из стопки изображений. Каждое изображение из стопки вычисляют по осевому срезу данных изображения. Не просто измерить наибольший размер опухоли, если только опухоль не имеет по существу сферической формы. Затем клиницист может выбирать одно или несколько изображений из стопки изображений, где опухоль демонстрирует наибольшее измерение (размер), и измерять опухоль на одном или нескольких изображениях с использованием линии, как известно в данной области (см. линию на фиг.1). Однако нет гарантии, что одно или несколько изображений опухоли визуализируют наибольшее измерение опухоли. Это может представлять собой, например, тот случай, когда наибольшее измерение опухоли нужно найти в неосевой плоскости. Нахождение изображения, на котором показано наибольшее измерение опухоли, может требовать исследования многих стопок изображений, каждая стопка соответствует другому направлению плоскости, определяемому вектором, перпендикулярным к плоскости, нахождения одного или нескольких изображений из стопки изображений, где опухоль показывает наибольшее измерение, и измерения опухоли на одном или нескольких изображениях. Следовательно, процесс требует времени и подвержен человеческим ошибкам.

В одном из аспектов изобретение относится к системе SYS, которая помогает клиницисту в определении и визуализации стадии опухоли. Блок U10 наложения системы SYS выполнен с возможностью расположения трехмерной геометрической структуры в объеме данных изображения, где линейные размеры трехмерной геометрической структуры основаны на линейном масштабе данных трехмерного изображения по всем измерениям. Масштаб многомерных (например, двухмерных, трехмерных) данных изображения типично определяют посредством отношения расстояния между двумя признаками объекта, представленного в объеме данных изображения, к фактическому расстоянию между двумя признаками объекта. Посредством определения зависимости между размером трехмерной геометрической структуры и фактическим размером опухоли с использованием масштаба данных трехмерного изображения, трехмерную геометрическую структуру и опухоль масштабируют 1:1 по отношению друг к другу. Следовательно, TNM наложение иллюстрирует фактический размер опухоли.

В одном из вариантов осуществления трехмерная геометрическая структура содержит множество концентрических сфер. Блок U20 сегментации системы выполнен с возможностью сегментации опухоли. Основываясь на сегментации опухоли, блок U10 наложения выполнен с возможностью вычисления центра масс опухоли для расположения трехмерной геометрической структуры. С целью вычисления центра масс опухоли фактическое распределение массы опухоли заменят на распределение интенсивности изображения опухоли.

На фиг.3 представлено MRI изображение груди с фиг.1, которое визуализирует исследуемую опухоль CR, и наложенное примерное TNM наложение OL, наложенное на MRI изображение груди. TNM наложение содержит множество концентрических кругов. Центр TNM наложения OL соответствует центру масс опухоли CR. Изображение опухоли вычисляют по осевому срезу данных изображения, содержащему центр масс опухоли CR. Концентрические круги TNM наложения OL соответствуют поперечному сечению концентрических сфер трехмерной геометрической структуры, расположенной в трехмерном объеме данных изображения, посредством осевого среза данных изображения.

На фиг.4 представлено увеличенное MRI изображение груди с фиг.1 и 3, т.е. масштаб увеличенного изображения на фиг.4 больше. Здесь концентрические круги TNM наложения помещены согласно TNM классам определения стадии, перечисленным в таблице 1. Основываясь на изображении, представленном на фиг.3, клиницист может легко понять, что опухоль имеет стадию T2. Таким образом, его трудовой процесс значительно упрощен. Кроме того, даже если клиницист не знаком с TNM правилами, которые часто обновляются, ему помогают и его обучают с помощью наложения. Таким образом, в дополнение к упрощению трудового процесса система по изобретению помогает в сохранении и распространении знаний о TNM системе.

Кроме того, на фиг.4 можно видеть, что TNM наложение адаптируют, основываясь на свойстве: уровень яркости пикселя изображения, вычисленный по данным трехмерного изображения. Пиксели, отображающие круги TNM наложения, контрастно окрашены относительно окружающих пикселей изображения опухоли. Когда окружающие пиксели изображения опухоли являются темными (низкая интенсивность, низкий уровень яркости), тогда пиксель TNM наложения является ярким (высокая интенсивность, высокий уровень яркости), и наоборот, когда окружающие пиксели изображения опухоли являются яркими (высокая интенсивность, высокий уровень яркости), тогда пиксель TNM наложения является темным (низкая интенсивность, низкий уровень яркости). Это повышает заметность TNM наложения.

В одном из вариантов осуществления система SYS содержит блок U30 опухоли для предоставления дополнительной информации клиницисту. Дополнительную информацию извлекают из данных трехмерного изображения и, возможно, из результатов алгоритма анализа изображения (например, из результатов сегментации изображения). Объем опухоли, характеристика формы, средний уровень яркости и т.д. можно отображать после TNM наложения. Необязательно круг, определяемый посредством наименьшей сферы, заключающей опухоль, можно показывать с использованием отличающего стиля (например, цветового кодирования или ширины линии). Необязательно другие круги TNM наложения OL можно затенять или удалять. Также пользовательский интерфейс U65 системы может быть выполнен с возможностью приема произвольного текста, вводимого клиницистом, и блок U30 опухоли может быть выполнен с возможностью того, чтобы включать свободный текст для отображения после TNM наложения.

Специалист в данной области примет во внимание, что система по изобретению может представлять собой полезный инструмент для оказания помощи врачу во многих аспектах его работы. Кроме того, несмотря на то, что варианты осуществления системы проиллюстрированы с использованием медицинского применения системы, немедицинские применения системы также предусмотрены.

Кроме того, специалисты в данной области поймут, что также возможны другие варианты осуществления системы SYS. Возможно, в частности, переопределять блоки системы и перераспределять их функции. Несмотря на то, что описанные варианты осуществления применяют к медицинским изображениям, другие применения системы, не связанные с медицинскими применениями, также возможны.

Блоки системы SYS можно реализовать с использованием процессора. Обычно их функции осуществляют под управлением программно реализованного программного продукта. Во время исполнения программно реализованный программный продукт обычно загружают в память, такую как RAM, и исполняют из нее. Программу можно загружать из фоновой памяти, такой как ROM, жесткий диск или магнитный и/или оптический накопитель, или можно загружать через сеть, такую как интернет. Необязательно специализированная интегральная схема может обеспечивать описанную функциональность.

На фиг.5 представлена примерная блок-схема способа M классификации злокачественных опухолей, основываясь на данных трехмерного изображения для визуализации злокачественной опухоли, где способ выполнен с возможностью использования структуры (OL) данных наложения для вычисления TNM (опухоль-узел-метастаз) наложения для отображения на изображении опухоли, вычисленном по данным трехмерного изображения, и где TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли. Способ включает этап (S10) наложения для вычисления TNM наложения, основываясь на структуре (OL) данных наложения, и для расположения TNM наложения на изображении опухоли, где размер TNM наложения основан на масштабе вычисляемого изображения опухоли. Необязательно способ дополнительно может содержать стадию S20 сегментации для вычисления наложения опухоли для того, чтобы показывать исследуемую опухоль на изображении опухоли, и/или стадию S30 опухоли для получения дополнительной информации, относящейся к опухоли, для отображения после TNM наложения. Стадию S10 наложения, стадию S20 сегментации и стадию S30 опухоли можно осуществлять параллельно или в любом порядке, если стадия S20 сегментации не включает сегментацию опухоли и результаты сегментации не используют на стадии S10 наложения или стадии S30 опухоли. В последнем случае способ M должен начинаться со стадии сегментации. После исполнения всех стадий, включенных в способ M, исполнение способа заканчивают. Необязательно две или более стадии способа M можно комбинировать в одну стадию. Необязательно стадию способа M можно разделять на множество стадий.

На фиг.6 схематически представлен примерный вариант осуществления устройства IAA для регистрации изображения, использующего систему SYS по изобретению, указанное устройство IAA для регистрации изображения содержит блок IAA10 регистрации изображения, соединенный через внутреннее соединение с системой SYS, входной разъем IAA01 и выходной разъем IAA02. Такая организация предпочтительно повышает способности устройства IAA для регистрации изображения, обеспечивая указанное устройство IAA для регистрации изображения благоприятными возможностями системы SYS.

На фиг.7 схематично представлен примерный вариант осуществления рабочей станции WS. Рабочая станция содержит системную шину WS01. Процессор WS10, память WS20, адаптер WS30 ввода/вывода диска (I/O) и пользовательский интерфейс WS40 функционально связаны с системной шиной WS01. Дисковое запоминающее устройство WS31 функционально связано с адаптером WS30 I/O диска. Клавиатура WS41, мышь WS42 и дисплей WS43 функционально связаны с пользовательским интерфейсом WS40. Систему SYS по изобретению, реализованную в виде компьютерной программы, хранят в дисковом запоминающем устройстве WS31. Рабочая станция WS00 выполнена с возможностью загрузки программы и вводимых данных в память WS20 и исполнения программы с помощью процессора WS10. Пользователь может вводить информацию в рабочую станцию WS00, используя клавиатуру WS41 и/или мышь WS42. Рабочая станция выполнена с возможностью ввода информации в устройство отображения WS43 и/или на диск WS31. Специалист в данной области поймет, что существует множество других вариантов осуществления рабочей станции WS, которые известны в данной области, и что настоящий вариант осуществления служит цели иллюстрирования изобретения и его не следует интерпретировать в качестве ограничения изобретения этим конкретным вариантом осуществления.

Следует отметить, что указанные выше варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области смогут разработать альтернативные варианты осуществления, не отступая от объема приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения ссылочные позиции в круглых скобках не следует толковать в качестве ограничения формулы изобретения. Слово «содержит» не исключает присутствия элементов или этапов, не перечисленных в пункте формулы изобретения или в описании. Элемент в единственном числе не исключает присутствия множества таких элементов. Изобретение можно реализовать посредством аппаратного обеспечения, содержащего несколько отдельных элементов, и посредством запрограммированного компьютера. В пунктах формулы изобретения, относящихся к системе, где перечислены несколько блоков, некоторые из этих блоков могут быть осуществлены посредством одной и той же записи аппаратных средств или программного обеспечения. Использование слов «первый», «второй», «третий» и т.д. не указывает на какой-либо порядок. Это следует интерпретировать в качестве названий.

1. Система (SYS) для классификации исследуемой опухоли с использованием правил определения стадии по принципу опухоль-узел-метастаз (TNM), основываясь на данных трехмерного изображения для визуализации исследуемой опухоли, причем система содержит:

структуру (OL) данных наложения для определения TNM наложения для отображения на изображении опухоли, обрабатываемом компьютером по данным изображения, причем структура (OL) данных наложения представляет собой трехмерную геометрическую структуру, характерную для правил определения стадии по принципу TNM для определения стадии опухоли, причем TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли; и

блок (U10) наложения для определения TNM наложения, основываясь на структуре (OL) данных наложения и расположении TNM наложения на изображении опухоли, причем размер TNM наложения основан на масштабе обрабатываемого компьютером изображения опухоли.

2. Система (SYS) по п. 1, в которой блок (U10) наложения выполнен с возможностью расположения трехмерной геометрической структуры в объеме данных изображения, где линейные размеры трехмерной геометрической структуры основаны на линейном масштабе данных трехмерного изображения по всем измерениям и где TNM наложение определяется на основе трехмерной геометрической структуры и изображении опухоли.

3. Система (SYS) по п. 2, причем положение трехмерной геометрической структуры определяют, основываясь на пользовательском вводе и/или сегментации данных трехмерного изображения.

4. Система (SYS) по п. 2, в которой блок (U10) наложения дополнительно выполнен с возможностью повторного расположения трехмерной геометрической структуры по отношению к данным трехмерного изображения, основываясь на пользовательском вводе, и для обновления положения TNM наложения согласно новому положению трехмерной геометрической структуры по отношению к данным трехмерного изображения.

5. Система (SYS) по п. 2, в которой трехмерная геометрическая структура содержит множество концентрических сфер или множество концентрических кубов.

6. Система (SYS) по п. 1, дополнительно содержащая блок (U20) сегментации для определения наложения опухоли, чтобы указывать исследуемую опухоль на изображении опухоли.

7. Система (SYS) по п. 1, в которой блок (U10) наложения дополнительно выполнен с возможностью адаптации TNM наложения, основываясь на свойстве данных трехмерного изображения.

8. Система (SYS) по п. 1, в которой блок (U10) наложения дополнительно выполнен с возможностью адаптации TNM наложения, основываясь на типе исследуемой опухоли.

9. Система (SYS) по п. 1, которая дополнительно содержит блок (U30) опухоли для:

указания стадии исследуемой опухоли на изображении опухоли, основываясь на пользовательском вводе или сегментации данных трехмерного изображения; и/или

сообщения размера исследуемой опухоли на изображении опухоли, основываясь на пользовательском вводе и/или сегментации данных трехмерного изображения.

10. Система (SYS) по п. 2, дополнительно содержащая средство (U65) для выбора проекции.

11. Рабочая станция (WS), содержащая систему (SYS) по любому из предыдущих пунктов.

12. Устройство (IAA) для регистрации изображения, содержащее систему (SYS) по любому из предыдущих пунктов.

13. Способ (М) классификации исследуемой опухоли с использованием правил определения стадии по принципу опухоль-узел-метастаз (TNM), основываясь на данных трехмерного изображения для визуализации исследуемой опухоли, причем способ выполнен с возможностью использования структуры (OL) данных наложения для определения TNM наложения для отображения на изображении опухоли, обрабатываемом компьютером по данным трехмерного изображения, причем структура (OL) данных наложения представляет собой трехмерную геометрическую структуру, характерную для правил определения стадии по принципу TNM для определения стадии опухоли, причем TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли, причем способ содержит этап (S10) наложения для определения TNM наложения, основываясь на структуре (OL) данных наложения, и для расположения TNM наложения на изображении опухоли, причем размер TNM наложения основан на масштабе обрабатываемого компьютером изображения опухоли.

14. Способ (М) по п. 13, в котором этап (S10) наложения выполнен с возможностью расположения трехмерной геометрической структуры в объеме данных изображения, причем линейные размеры трехмерной геометрической структуры основаны на линейном масштабе данных трехмерного изображения по всем измерениям, и причем TNM наложения определяют, основываясь на трехмерной геометрической структуре и изображении опухоли.

15. Носитель данных, считываемый компьютерным устройством и содержащий компьютерную программу, которая содержит инструкции для классификации исследуемой опухоли, с использованием опухоль-узел-метастаз (TNM) наложения для отображения на изображении опухоли, обрабатываемом компьютером по данным трехмерного изображения, причем TNM наложение содержит TNM информацию для определения стадии исследуемой опухоли, причем компьютерное устройство содержит блок обработки и память, причем инструкции компьютерной программы предписывают указанному блоку обработки осуществлять этапы способа по п. 13 или 14.