Способ и устройство для отображения медицинских изображений

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием рентгеновского излучения. Устройство содержит интерфейсный блок, обрабатывающий блок и блок отображения. Интерфейсный блок выполнен с возможностью обеспечения обработанных данных трехмерного объема, вычисленных из множества рентгеновских изображений сквозь мишень, и ввода изображения предшествующей маммограммы. Обрабатывающий блок выполнен с возможностью вычисления первого набора передних проекций, причем одно из направлений проецирования является наклонным относительно центрального направления получения, и вычисления угла передней проекции посредством максимизации меры подобия между предшествующей маммограммой и вычисленной синтетической маммограммой. Блок отображения выполнен с возможностью отображения первого набора передних проекций в виде соответствующего первого набора синтетических маммограмм. Способ осуществляется с использованием устройства. Система формирования рентгеновских изображений содержит компоновку для получения рентгеновских изображений и компоновку для отображения, причем компоновка для отображения обеспечена в виде устройства для отображения медицинских изображений. Система снабжена машиночитаемым носителем. Использование группы изобретений позволяет улучшить оценку развития заболевания. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к способу отображения медицинских изображений. Конкретно, данное изобретение относится к устройству для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием рентгеновского излучения. Данное изобретение также относится к способу отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием рентгеновского излучения, к системе формирования рентгеновских изображений, к элементу компьютерной программы и машиночитаемому носителю.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОМУ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Маммографическое обследование, например, является важной процедурой для обнаружения и мониторинга пороков развития и новообразований молочных желез на ранней стадии. Медицинские работники, такие как врачи и рентгенологи, могут обнаруживать пороки развития прямо на основании рентгеновских изображений. Например, все большее распространение получает способ рентгеновского томосинтеза. Рентгеновский томосинтез является технологией для создания трехмерных отображаемых объемов сквозь мишень с использованием рентгеновских систем, хотя известны и другие технологии для обеспечения таких трехмерных объемов.

Патент США 8,044,972 описывает систему и способ, которые визуализируют медицинские данные.

Томосинтез, или информация от CT-системы или системы с рамой С-типа, обеспечивает возможность просмотра срезов сквозь вычисленный трехмерный объем молочной железы. Однако, интерпретация информации, полученной из данных томосинтеза, является сложной задачей, поскольку не вся информация является ясно видимой.

Патент США 7,760,924 описывает систему, способную отображать общепринятую маммограмму рядом с видом, полученным из проекционных изображений томосинтеза.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, может существовать необходимость обеспечения улучшенных методик получения визуальной информации о пациенте, которые обеспечивают возможность улучшенной оценки развития заболевания.

Задача данного изобретения решена посредством предмета независимых пунктов формулы изобретения, причем дополнительные варианты осуществления включены в зависимые пункты формулы изобретения.

Следует отметить, что описанные ниже аспекты данного изобретения применимы также для устройства для отображения медицинских изображений, для способа отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза, для системы формирования рентгеновских изображений, для элемента компьютерной программы и для машиночитаемого носителя.

Согласно данному изобретению, обеспечено устройство для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза. Это устройство содержит следующие признаки:

- интерфейсный блок,

- обрабатывающий блок, и

- блок отображения.

Интерфейсный блок выполнен с возможностью обеспечения обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень, вычисленных из множества рентгеновских изображений сквозь мишень, полученных вдоль множества направлений получения. Интерфейсный блок выполнен с возможностью ввода изображения предшествующей маммограммы. Обрабатывающий блок выполнен с возможностью вычисления первого набора передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную обработанными данными трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центрального направления получения. Обрабатывающий блок выполнен с возможностью вычисления оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема, который соответствует углу проекции изображения предшествующей маммограммы. Блок отображения выполнен с возможностью отображения первого набора передних проекций в качестве соответствующего первого набора синтетических маммограмм, начинающихся от вычисленного оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема.

Просмотр синтетических маммограмм в наклонных направлениях обеспечивает возможность представления трехмерных данных томосинтеза в одном или нескольких видах набора синтетических двумерных маммограмм, в качестве первого общего представления данных пациента, например. Это помогает рентгенологу более эффективно исследовать трехмерный объем.

Использование направления проецирования, которое может быть наклонным, обеспечивает рентгенологу возможность извлечения выгоды из наличия диапазона возможных видов набора трехмерных данных, вместо использования только вида из единственной, центральной проекции.

Следует понимать, что термин «обработанные данные трехмерного объема» относится к выходным данным процесса формирования изображения с использованием томосинтеза, где детектор поолучает некоторое количество рентгеновских изображений, полученных сквозь мишень. Изображения получают с разных углов источника рентгеновского излучения. Операцию постобработки, например, использование процесса сдвига-и-суммирования, используют для обеспечения обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень.

Согласно данному изобретению, также обеспечен способ для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза. Этот способ предусматривает следующие этапы:

a) обеспечение обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень, вычисленных из множества рентгеновских изображений сквозь мишень, полученных вдоль множества направлений получения;

a1) обеспечение изображения предшествующей маммограммы;

a2) вычисление оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема, который соответствует углу проекции изображения предшествующей маммограммы;

b) вычисление первого набора передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную обработанными данными трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центрального направления получения;

c) отображение первого набора передних проекций в виде соответствующего первого набора синтетических маммограмм, начинающихся от вычисленного оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема.

Согласно данному изобретению, также обеспечена система формирования рентгеновских изображений, причем эта система формирования рентгеновских изображений содержит:

- компоновку для получения рентгеновского изображения; и

- компоновку для отображения;

Компоновка для отображения обеспечена в виде устройства, согласно одному из вышеупомянутых примеров.

Согласно данному изобретению, также обеспечен элемент компьютерной программы, для управления устройством для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза, который, при исполнении обрабатывающим блоком, выполнен с возможностью выполнения этапов способа, описанных в вышеупомянутом примере.

Согласно данному изобретению, обеспечен машиночитаемый носитель, в котором хранится элемент программы, описанный в предшествующем примере.

Согласно одному аспекту данного изобретения, предложено вычислять синтетические маммограммы в наклонных направлениях, которые обычно выбирают между начальным и конечным углом последовательности проецирования томосинтеза, но они не ограничены углами последовательности проецирования томосинтеза. Полученные в результате наклонные синтетические маммограммы могут быть, например, тогда, отображены на средстве отображения, например, мониторе или поляризационных очках для трехмерной стереоскопии.

Просмотр синтетических маммограмм в наклонных направлениях обеспечивает возможность представления трехмерных данных томосинтеза в одном или нескольких видах из ряда синтетических двумерных маммограмм, например, в качестве первого общего представления данных пациента. Следовательно, наклонные синтетические маммограммы помогают рентгенологу в оптимизации рабочего процесса для считывания набора данных объемного трехмерного томосинтеза. Кроме того, более точная проверка того, что обследование было успешным, может быть обеспечена с использованием наклонных синтетических маммограмм на рабочей станции для получения. Наконец, для лучшего выравнивания с предшествующими маммограммами, обеспечиваемого посредством выбора наиболее подходящего углового направления, можно просматривать синтетическую маммограмму, когда этот угол является наклонным относительно центрального направления получения.

Конечно, следует понимать, что в частном случае, обработанные данные трехмерного объема представляют собой данные, которые не обязательно являются данными всего объема визуализируемой мишени.

Как будет описано ниже, синтетические маммограммы вычисляют таким образом, чтобы артефакты, возникающие из-за ограниченного углового диапазона геометрии получения томосинтеза, в значительной степени подавлялись, особенно при переднем проецировании в направлении, отличном от центрального направления получения, где такие артефакты, естественно, меньше всего заметны.

В нижеследующем описании, термин «предшествующая маммограмма» используют для обозначения двумерных маммограмм, полученных из предшествующего маммографического сканирования. Такая двумерная маммограмма может быть выходными данными цифрового маммографического сканера, или может быть общепринятой маммограммой на основе рентгеновской пленки, которая была захвачена с использованием цифрового сканера.

В нижеследующем описании, термин «обработанные данные трехмерного объема» может быть определен как набор вокселей, характеризующих мишень в трех измерениях. Обработку выполняют, поскольку существует необходимость генерации данных трехмерного объема из множества двумерных рентгеновских изображений, полученных сквозь мишень, при соответствующем множестве положений источника. Любые алгоритмы обработки, известные в данной области техники и подходящие для реконструкции трехмерного объема из двумерных рентгеновских изображений, могут быть применены.

В нижеследующем описании, термин «направление получения» может быть определен как направление, определяемое линией, проецируемой от источника рентгеновского излучения в текущее положение детектора рентгеновского излучения, проходящей через местоположение мишени, и пересекающей воспринимающий рентгеновское излучение элемент в текущем положении детектирования. Конечно, в некоторых вариантах осуществления, источник рентгеновского излучения и детектор могут совместно перемещаться вокруг изоцентра, в этом случае, направление получения образует перпендикулярное пересечение с детектором рентгеновского излучения. В других вариантах осуществления, детектор рентгеновского излучения может не отслеживать положение источника рентгеновского излучения.

В нижеследующем описании, термин «центральное направление получения» может быть определен как термин, близкий к термину «направление получения». Множество разных положений источника определяет траекторию получения между положениями источника. Линия, проходящая через центральное положение источника на этой траектории, мишень, и пересекающая центр детектора, может рассматриваться в качестве центрального направления получения. В большинстве случаев, центральное направление получения соответствует направлению, которое является перпендикулярным к центру срезов реконструируемого трехмерного объема.

В нижеследующем описании, термин «наклонный» может быть определен как непараллельный и неперпендикулярный линии или плоскости.

В нижеследующем описании, термин «передняя проекция» может быть определен как процесс реконструкции, с использованием обрабатывающего средства, двумерного изображения из набора трехмерных вокселей. Теоретически, положение виртуального источника проецирует произвольное количество лучей сквозь трехмерный объем. Виртуальный детектор на другой стороне трехмерного объема принимает каждый произвольный луч. Интенсивность каждого луча модулируется согласно комбинации значений вокселей вдоль пути каждого луча (что может представлять, например, плотность ткани). Каждый пиксел в двумерном изображении может быть связан с каждым значением луча для образования двумерного изображения. Следует понимать, что доступны и другие методики реконструкции/ проецирования.

Таким образом, переднюю проекцию выполняют таким образом, чтобы в значительной степени сохранить диагностически релевантную информацию. Соответствующие двумерные виды, полученные, таким образом, для каждого направления передней проекции, называют синтетическими маммограммами.

В нижеследующем описании, термин «набор» может быть определен как содержание одного или нескольких элементов.

В этом описании, термин «плита» может быть определен как некоторое подмножество объема. Срез может иметь параллельные стороны. Альтернативно, плита может быть клиновидной.

В этом описании, термин «плитные проекции» может быть определен как передние проекции сквозь плиту обработанного трехмерного объема, а не сквозь весь трехмерный объем. Изображения, полученные таким образом, будут содержать информацию о плотности материала внутри плиты, а не о плотности всего трехмерного объема.

Эти и другие аспекты данного изобретения станут понятны из вариантов осуществления, описанных ниже, и будут описаны со ссылкой на них.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Иллюстративные варианты осуществления данного изобретения будут описаны ниже со ссылкой на следующие чертежи:

Фиг. 1 схематично показывает основные этапы способа для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза.

Фиг. 2 показывает процесс получения изображений.

Фиг. 3 показывает компоновку для получения изображений.

Фиг. 4 показывает еще один пример получения изображений.

Фиг. 5 показывает примеры, полученные в результате применения этого способа.

Фиг. 6 схематично показывает дополнительный пример способа для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза.

Фиг. 7 показывает дополнительный пример компоновки для формирования изображений.

Фиг. 8 показывает пример этапов способа для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза.

Фиг. 9 показывает дополнительный пример способа.

Фиг. 10 показывает использование данных о траектории просмотра.

Фиг. 11 показывает различные методики просмотра изображений.

Фиг. 12 показывает устройство для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза.

Фиг. 13 показывает дополнительный пример медицинского устройства для формирования изображения.

Фиг. 14 показывает еще один пример медицинского устройства для формирования изображения.

Фиг. 15 показывает систему формирования рентгеновских изображений согласно одному примеру.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг. 1 показывает способ 300 для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза. Этот способ предусматривает следующие этапы: На первом этапе 302, обеспечивают обработанные данные трехмерного объема, представляющие мишень, вычисленные из множества рентгеновских изображений сквозь мишень, полученных вдоль множества направлений получения. На втором этапе 304, вычисляют первый набор передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную обработанными данными трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центральной плоскости получения. На третьем этапе 306, первый набор передних проекций отображают в виде соответствующего набора синтетических маммограмм.

Первый этап 302 называется этапом a), второй этап 304 называется этапом b), и третий этап 306 называется этапом c).

Согласно данному изобретению, просмотр изображений из данных трехмерного объема, например, синтетических маммограмм в наклонных направлениях, обеспечивает возможность представления трехмерных данных томосинтеза в одной или нескольких синтетических маммограммах из набора синтетических двумерных маммограмм, в качестве первого общего представления данных пациента. Это помогает рентгенологу, поскольку обеспечивает ему возможность более эффективно исследовать трехмерный объем на наличие пороков развития. Дополнительно, использование виртуального направления проецирования, которое может быть наклонным, обеспечивает значительно больший диапазон возможных видов данных трехмерного объема.

Со ссылкой на фиг. 2, представлено основное описание получения изображений посредством томосинтеза. Томосинтез является одним иллюстративным способом, посредством которого могут быть получены данные трехмерного объема. Следует понимать, однако, что данное изобретение может быть применено к данным трехмерного объема, полученным от других систем формирования рентгеновских изображений, таких как CT-системы или системы с рамой С-типа.

Фиг. 2 показывает мишень 10, например, молочную железу, удерживаемую между двумя сдавливающими пластинами 12 и 13. Выше этой компоновки находится источник 14 рентгеновского излучения, а прямо под мишенью и сдавливающими пластинами находится детектор 16 рентгеновского излучения. Таким образом, источник рентгеновского излучения выполнен с возможностью облучения мишени. Интенсивность рентгеновского излучения после прохождения сквозь мишень может быть детектирована детектором 16 рентгеновского излучения. Фиг. 2 также показывает, посредством пунктирных линий, два дополнительных положения источника рентгеновского излучения и детектора рентгеновского излучения. Источник 18 рентгеновского излучения повернут или смещен против часовой стрелки относительно положения 14 источника рентгеновского излучения. Положение 20 детектора рентгеновского излучения повернуто соответствующим образом, в соответствии с этим новым положением. Дополнительно, источник рентгеновского излучения в положении 22 повернут по часовой стрелке относительно исходного положения 14 источника рентгеновского излучения, и положение 24 детектора рентгеновского излучения изменилось соразмерно.

Конечно, многие другие режимы смещения источника рентгеновского излучения и детектора рентгеновского излучения могут быть применены во время получения изображений, например, горизонтальное смещение. Такие варианты не влияют на применимость данного изобретения.

Таким образом, можно формировать изображение секций мишени 10, или всей мишени, с многих разных углов. Источник 14 рентгеновского излучения может перемещаться в альтернативные положения, такие как положения 18 или 22 источника рентгеновского излучения вдоль траектории 26. Следует понимать, что источник 14 рентгеновского излучения может остановиться в любой точке на этой траектории 26 для формирования изображения мишени. Конечно, траектория не обязательно должна быть прямой линией или дугой, и она определена таким образом просто для иллюстрации того, что получение рентгеновского излучения может иметь место с некоторого количества разных углов. Таким образом, мишень 10 может быть изображена с множества разных положений источника рентгеновского излучения. Также можно увидеть, что, в одном примере, детектор 16 рентгеновского излучения не обязательно должен перемещаться вместе с источником 14 рентгеновского излучения в положения, такие как положения, показанные детекторами 20 или 24, а может оставаться постоянно в положении 16. Следует также понимать, что другие типы рентгеновского оборудования функционируют, по существу на таком же принципе получения данных изображения сквозь мишень. Например, CT-сканер или система с рамой С-типа могут получать данные мишени, в одном варианте осуществления. Таким образом, во время стандартной последовательности получения данных томосинтеза, источник рентгеновского излучения может начать облучение мишени в положении 18 при положении 20 детектора, затем может переместиться вдоль траектории 26 для облучения мишени с некоторого количества разных положений.

Оси, показанные на фиг. 2, иллюстрируют то, что вертикальное направление, для целей данного описания, является z-направлением. Направление сканирования иллюстративной траектории сканирования источника рентгеновского излучения соответствует y-направлению. X-ось является перпендикулярной плоскости чертежа.

Фиг. 3 показывает вид сбоку иллюстративной компоновки для получения рентгеновских изображений томосинтеза фиг. 2, как показано посредством настроенных осей. Таким образом, можно увидеть, что путь 28 луча, излученного из источника 14 рентгеновского излучения, проходит сквозь мишень 10, которая удерживается на месте сдавливающими пластинами 12 и 13. Луч, который облучил мишень 10, падает на детектор 16 рентгеновского излучения. Крестик 27 показывает иллюстративный центр оси получения источника рентгеновского излучения. Пунктирный квадрат 18, 14 показывает, при наблюдении в направлении перемещения источника рентгеновского излучения, конечные положения источника рентгеновского излучения, когда он перемещается в одну или другую сторону от оси.

Центральное положение получения указано линией 15 на фиг. 2.

Как известно в данной области техники, томосинтез предполагает генерацию набора изображений срезов на основе суммирования набора сдвинутых проекционных изображений, полученных при разных ориентациях источника рентгеновского излучения, что может быть выполнено с использованием компоновок, показанных на фиг. 2 и фиг. 3. Эта так называемая методика сдвига-и-суммирования реконструирует отображаемые объекты в пределах мишени 10, которые возникают на разных высотах z над положением детектора. Таким образом, когда источник рентгеновского излучения перемещается, эти объекты будут испытывать разные степени параллакса.

Следовательно, объекты, находящиеся на разных высотах в мишени 10, будут спроецированы на детектор в положениях, зависящих от относительных высот объектов в мишени. Если источник рентгеновского излучения и детектор перемещаются синхронно, то увеличение объектов зависит только от их высоты z над детектором и не зависит от местоположений источника рентгеновского излучения или детектора в пределах этих двух плоскостей.

Таким образом, можно сдвигать и суммировать изображения, полученные во время этого перемещения таким образом, чтобы все структуры в одной и той же плоскости были точно выровнены и, таким образом, находились в фокусе. Структуры в других плоскостях распределены по всему изображению и кажутся нерезкими. Хотя иллюстрации на фиг. 2 и фиг. 3 имеют отношение к томосинтезу, использующему изоцентрическое перемещение, при котором источник рентгеновского излучения и детектор перемещаются по дуге вокруг некоторого центра движения, данное описание также имеет силу в случае общепринятого томосинтеза, где детектор и источник рентгеновского излучения перемещаются в параллельных плоскостях, как будет понятно специалистам в данной области техники.

Как известно в данной области техники, после получения множества наборов данных, полученных с разных углов проецирования, необходима операция обработки для конструирования трехмерного объема, представляющего мишень. Таким образом, пикселы во множестве двумерных детектированных изображений обрабатывают для образования вокселей в обработанных данных трехмерного объема. Изменение интенсивности вокселей может представлять качество мишени, такое как плотность. Данные трехмерного объема, обработанные таким образом, представляют мишень. Специалистам в данной области техники известны многие такие алгоритмы реконструкции, и они не будут здесь описаны дополнительно.

Для реконструкции двумерных синтетических маммограмм из обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень, необходим этап переднего проецирования сквозь трехмерный объем, выполняемый виртуально. Переднее проецирование может быть представлено в виде обеспечения, из положения на траектории получения, большого множества виртуальных лучей сквозь обработанные данные трехмерного объема в направлении плоскости виртуального детектора на противоположной стороне мишени (представленной виртуальным трехмерным объемом). Для каждого из множества виртуальных лучей, суммируют трехмерные вокселы обработанных данных трехмерного объема между положением виртуального источника и плоскостью виртуального детектора. Вокселы, характерные для нормальной ткани, могут иметь конкретное ослабление. Кроме того, вокселы, представляющие патологически измененную ткань, могут иметь другое ослабление. Таким образом, можно увидеть, что вычисление большого множества значений лучей из положения виртуального источника на центральной траектории получения в направлении виртуального детектора обеспечивает возможность реконструкции двумерных синтетических маммограмм из данных трехмерного объема, представляющих мишень.

Существенным аспектом данного изобретения является то, что первый набор передних проекций вычисляют в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень 10, представленную обработанными данными трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центральной плоскости получения.

Конечно, следует понимать, что, в одном случае, набор может содержать единственный элемент. Таким образом, в одном примере, может быть вычислена только одна передняя проекция, которая имеет наклонное направление относительно центрального направления получения.

Если набор содержит более одного элемента, например, два, три, четыре, пять, или более, то непрерывный ряд двумерных изображений сквозь мишень может быть представлен в виде некоторой последовательности. В одном варианте осуществления, они могут быть подходящими для отображения в виде динамических видеоданных.

Фиг. 4 показывает вычисление передней проекции с угла, наклонного по отношению к центральному направлению 30 получения. На фиг. 4, признак 40 представляет обработанные данные трехмерного объема, представляющие мишень 10. Обработанные данные трехмерного объема существуют в пределах системы 32 координат, определенной рамкой. Следует понимать, что эта система координат не является существенной для определения данного изобретения. Может быть использована любая система координат, обеспеченная по меньшей мере одной передней проекцией, которая является наклонной относительно центрального направления получения. Эта система координат может быть декартовой системой координат или косоугольной (конической) системой координат или другим, более общим представлением.

На фиг. 4, передняя проекция сквозь обработанные данные 40 трехмерного объема выполняется из виртуального положения 36 передней проекции. Передняя проекция может состоять из большого множества лучей. Один такой луч показан позицией 34. После прохождения сквозь обработанные данные трехмерного объема, увеличение каждого луча на виртуальной поверхности 38 детектирования вычисляют таким образом, чтобы могла быть обеспечена двумерная синтетическая маммограмма. Линия 30 представляет центральное направление получения, которое может рассматриваться выровненным с траекторией получения источников рентгеновского излучения на фиг. 2 и 3. При общепринятой генерации двумерных синтетических маммограмм, передние проекции сквозь обработанные данные трехмерного объема, представляющие мишень, выполняют вдоль этой оси.

Согласно данному изобретению, первый набор передних проекций может быть вычислен из положения 36. Положение 36 является наклонным относительно центрального направления получения. Это показано углом, Φ, который указывает на то, что виртуальная передняя проекция сквозь обработанные данные трехмерного объема является наклонной относительно направления 30 получения. Таким образом, может быть вычислена двумерная синтетическая маммограмма, которая является наклонной относительно исходного направления получения. В общем, это может быть распространено на направление, повернутое относительно плоскости чертежа (плоскости y-z).

Набор может содержать одну проекцию, или он может содержать множество проекций. Поскольку передняя проекция может быть вычислена с угла, наклонного относительно центрального направления получения, полученное изображение томосинтеза или набор изображений не ограничен только углами источника рентгеновского излучения во время выполнения последовательности проецирования томосинтеза.

Фиг. 5 показывает последовательное отображение посредством переднего проецирования двух пороков развития в обработанном трехмерном отображаемом объеме, созданном на основе мишени. Таким образом, экран 62 дисплея отображает двумерную синтетическую маммограмму, полученную из передней проекции сквозь обработанные данные трехмерного объема. Такая двумерная синтетическая маммограмма может быть, в некоторых случаях, более приемлемой для медицинских работников, поскольку простое отображение срезов трехмерного объема подразумевает трудную задачу перебора срезов объема 40. Вместо этого, согласно описанному выше способу с использованием наклонных углов передних проекций сквозь мишень 10, медицинские работники могут осуществлять поиск пороков развития во всем объеме молочной железы с разных углов передних проекций, включая наклонные углы передних проекций, без необходимости рассмотрения отдельных значений срезов. Это обеспечивает медицинским работникам возможность быстро и легко получить общее представление о конкретном случае.

Фиг. 5 показывает пример создания синтетической маммограммы из обработанных данных 40 трехмерного объема с трех разных положений 42, 44, 46 виртуального источника. Следует понимать, что в качестве части процесса динамического отображения, виртуальный источник может панорамировать обработанные данные 40 трехмерного объема.

На фиг. 5, обеспечены обработанные данные 40 трехмерного объема, созданные на основе мишени 10, содержащей два порока развития. Обработанные данные трехмерного объема, таким образом, содержат трехмерное представление первого порока 54 развития и второго порока 56 развития.

В каждом из трех примеров, положение пороков развития в мишени не изменяется. Хотя в верхнем ряду фиг. 5а-5с пороки развития находится друг над другом (имеют одну и ту же координату по оси x), следует понимать, что, фактически, пороки развития смещены в x-направлении (внутрь страницы). Таким образом, пороки развития расположены в ряд на изображениях двумерных синтетических маммограмм, показанных в нижнем ряду фиг. 5а-5с. Это также обозначено посредством изменения ориентации координатных осей, показанного в правой части фиг. 5, при переходе от верхнего ряда к нижнему ряду.

Верхний ряд фиг. 5 показывает обработанные данные 40 трехмерного объема, окруженные иллюстративной фиксированной системой 32 координат, которая относится к формату данных обработанных данных трехмерного объема, и которая не является существенной для определения данного изобретения.

На а) фиг. 5, положение виртуальной передней проекции показано сначала в положении 42, а положение детектирования виртуального изображения показано в положении 48.

На b) фиг. 5, положение виртуальной передней проекции переместилось в положение 44, и выполнено соответствующее изменение положения 50 детектирования виртуальной передней проекции.

Наконец, на с) фиг. 5, положение 46 виртуальной передней проекции показано вместе с положением 52 виртуального детектирования. Таким образом, на фиг. 5 показан набор из трех передних проекций.

По меньшей мере одно из направлений проецирования, показанных на фиг. 5 посредством положения 42, положения 44 или положения 46, является наклонным относительно центрального направления получения обработанных данных трехмерного объема, исходно полученных в аппарате рентгеновского сканирования.

Первое расстояние d1 представляет собой расстояние между положением виртуальной передней проекции и первым пороком 54 развития в объеме 40.

Второе расстояние d2 показывает расстояние, разделяющее первый порок 54 развития и второй порок 56 развития в обработанных данных 40 трехмерного объема.

Третье расстояние d3 представляет собой расстояние между вторым пороком 56 развития и поверхностью виртуального детектора.

Нижний ряд фиг. 5 показывает отображение, получаемое из передней проекции из соответствующего положения виртуальной передней проекции в первом ряду.

Как можно увидеть на фиг. 5, a)-c), когда положение 42, 44, 46 виртуальной передней проекции панорамирует обработанные данные 40 трехмерного объема, существует соответствующее изменение относительного местоположения изображений первого и второго пороков 54’ и 56’ развития, спроецированных на виртуальный детектор 48, выходные данные которого показаны здесь на экране 62.

Второе расстояние d2 между поверхностью виртуального детектора и вторым пороком 56 развития является меньшим, чем расстояние d2+d1 между поверхностью виртуального детектора и первым пороком 54 развития. Таким образом, можно увидеть, что, когда положение виртуальной передней проекции перемещается над обработанными данными 40 трехмерного объема, скорость изменения положений изображений пороков 54’ и 56’ развития является разной.

Как показано посредством большей стрелки, изображение 54’ первого порока 54 развития перемещается быстро относительно изменения положения виртуальной передней проекции. Изображение 56’ второго порока 56 развития изменяет положение более медленно в объеме мишени относительно изображения первого порока 54’ развития, когда положение виртуальной передней проекции перемещается слева направо.

Как можно увидеть, изображения первого и второго пороков развития перемещаются в противоположных направлениях, и, таким образом, пересекаются, когда положение 44 виртуальной передней проекции расположено перпендикулярно центральному направлению получения.

По меньшей мере одна передняя проекция может быть выполнена наклонно относительно центрального направления получения. Таким образом, относительное глубинное положение разных пороков развития в пределах обработанных данных 40 трехмерного объема может легче наблюдаться медицинским специалистом-практиком. Это может помочь медицинским работникам в идентификации пороков развития в пределах мишени 10. Дополнительно, значительно больший диапазон возможных видов обработанных данных трехмерного объема возможен при обеспечении наклонных видов.

Таким образом, множество рентгеновских изображений получают в пространственной последовательности получения, содержащей дискретные положения источника рентгеновского излучения и детектора рентгеновского излучения на траектории получения, причем направление получения последовательности между источником рентгеновского излучения и детектором рентгеновского излучения используют в получении. По меньшей мере одно синтетическое изображение (синтетическая маммограмма) может быть вычислено в наклонных направлениях относительно последовательности получения.

При вычислении передних проекций сквозь обработанный трехмерный объем томосинтеза, могут потребоваться способы улучшения разрешения. Обычно, передняя проекция может быть реализована в виде усреднения всех срезов, или с использованием проекции максимальной интенсивности (maximum intensity projection - MIP). Однако известно, что эти методики страдают от потери пространственного разрешения, так что резкость трехмерного объема не сохраняется. Дополнительно, некоторые структуры, такие как образования, видимые в вычисленном изображении, могут быть скрыты за другими, более яркими объектами.

Таким образом, согласно одному примеру, обеспечен способ для отображения медицинских изображений, полученных от мишени, представленной трехмерным объемом, в котором этап вычисления первого набора передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную обработанными данными трехмерного объема, включает в себя, для каждой передней проекции из первого набора передних проекций, улучшение областей обработанного трехмерного объема с использованием, например, алгоритма сохранения краев. При использовании наклонных передних проекций сквозь трехмерный объем, потеря четкости может наблюдаться вследствие интерполяции. Улучшение краев в трехмерном объеме перед этапом переднего проецирования или на нем может улучшить этот эффект.

Таким образом, вокселы в обработанных данных трехмерного объема с информационным контентом с высоким разрешением, таким как мера краев с высоким разрешением, могут быть выделены в синтетической маммограмме. Это является важным вследствие сильной анизотропии функции рассеяния точки в изображениях томосинтеза. Практическое влияние этого эффекта состоит в том, что большинство структур четко представлены только в одном или двух срезах объема, но является нерезкими в соседних срезах. Эта нерезкость вызывает артефакты, которые обычно также видны на синтетических видах, особенно при проецировании не вдоль центрального направления получения.

Таким образом, для каждого обработанного трехмерного объема трехмерная весовая функция (пространственный фильтр, пространственный фильтр верхних частот) может быть вычислена таким образом, чтобы области в срезах с максимальной резкостью имели высокое весовое значение. Это может быть обеспечено посредством применения к реконструируемому объему алгоритма фильтрации, который генерирует сильный отклик на существенных краях, от которых может быть получена весовая функция на этапе нормирования. Таким образом, может быть получена уменьшенная реакция на артефакты, которые могут быть нерезкими в соседних срезах.

На практике, можно считать, что такая функция сохранения краев включает в себя обеспечение дополнительного трехмерного «объема», соответствующего исходному трехмерному объему. Дополнительный объем содержит вокселы, имеющие высокое значение для структур, представляющих край структуры. Когда реализуют процесс переднего проецирования сквозь исходные обработанные данные трехмерного объема, луч отслеживают сквозь обработанные данные трехмерного объема, представляющие мишень. Также отслеживают сходное положение в дополнительном трехмерном объеме для сохранения краев. Области обработанных данных трехмерного объема, на которые падает луч, и которые, как известно, представляют край, согласно взвешенному объему краев, выделяют в передней проекции. Таким образом, такая методика сохраняет четкие структуры и края в отображаемом объеме, без нерезкости, посредством усреднения несущественных срезов, не представляющих структуру мишени.

Объем фильтра сохранения краев может быть получен, например, посредством применения оператора Собела (Sobel) к исходному обработанному трехмерному объему. Применение такого алгоритма сохранения краев обеспечивает то, что передняя проекция, полученная наклонно относительно центрального направления получения сквозь обработанные данные трехмерного объема, имеет улучшенное разрешение.

В одном примере, алгоритм сохранения краев может быть реализован следующим образом: пусть e(r) является мерой краев, определенной для каждого положения r воксела в пределах трехмерного объема томосинтеза I(r). Такая мера краев может быть получена, например, посредством применения оператора Собела, как описано выше. Пусть w(r)=f[e(r)] является локальными весами, где f[.] является функцией для формирования весов.

Тогда, синтетическая маммограмма S может быть вычислена в виде взвешенной проекции:

где FPd(.) является оператором передней проекции вдоль выбранного направления d.

Согласно дополнительному варианту осуществления данного изобретения, показанному на фиг. 6, между этапом обеспечения обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень, и этапом вычисления набора передних проекций, существуют дополнительные этапы

a1) обеспечения изображения предшествующей маммограммы; и

a2) вычисления оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема, который соответствует углу проекции изображения предшествующей маммограммы.

Дополнительно, на этапе отображения первого набора передних проекций, первый набор синтетических маммограмм отображают, начиная от вычисленного оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема.

Отображение наклонных синтетических маммограмм на основе изображения предшествующей маммограммы обеспечивает возможность выбора наиболее подходящего углового направления на этапе переднего проецирования, которое может быть наклонным. Таким образом, медицинский специалист-практик может очень легко совместить предшествующие маммографические исследования с полученными обработанными данными трехмерного объема.

Таким образом, согласно этому варианту осуществления, рентгенолог выбирает предшествующую маммограмму, полученную в предшествующем процессе формирования изображения, например, посредством цифровой маммографии, томосинтеза или посредством оцифровки общепринятой маммограммы. Это выполняют для запуска автоматической процедуры для отображения синтетической маммограммы в направлении, которое является оптимально выровненным с выбранной предшествующей маммограммой. Конечно, вследствие неизбежных различий в сжатии мишени в разных исследованиях, вычисленный угол проекции между предшествующей маммограммой и обработанными данными трехмерного объема, весьма вероятно, является наклонным.

Таким образом, согласно этому варианту осуществления, двумерное изображение томосинтеза из обработанных данных трехмерного объема может быть отображено при наклонном угле, который существует у предшествующей маммограммы относительно обработанных данных трехмерного объема, полученных во время последовательного сканирования.

В иллюстративном варианте осуществления, рентгенолог может выбрать из группы вычисленных синтетических маммограмм в разных наклонных видах одну синтетическую маммограмму, которая является наиболее подобной предшествующим маммограммам.

В другом варианте осуществления, оптимальный угол просмотра вычисляют посредством максимизации меры подобия между предшествующей маммограммой и вычисленной синтетической маммограммой при изменении наклонного вида.

В одном примере, предшествующая маммограмма является предшествующей синтетической маммограммой.

В дополнительном примере, изображение предшествующей маммограммы получают с использованием цифрового маммографического детектора.

В дополнительном примере, изображение предшествующей маммограммы получают с использованием общепринятого маммографического негативного слайда, который был подвергнут цифровому сканированию.

Фиг. 7 показывает обеспечение синтетической маммограммы, согласно этому варианту осуществления данного изобретения. На фиг. 7, может быть обеспечена предшествующая маммограмма 64, полученная посредством любых примеров, описанных выше. Также, на фиг. 7 показаны обработанные данные 40 трехмерного объема, представляющие мишень 10. Они содержатся в пределах системы 32 координат и, как описано выше, определение системы 32 координат приведено только для помощи в понимании и не является существенным для определения данного изобретения.

На фиг. 7, плоскость предшествующей маммограммы 64 находят согласно наилучшему соответствию, полученному при сравнении структур, явных в предшествующей маммограмме, со структурами, явными в пределах синтетической маммограммы, вычисленной из данных 40 трехмерного объема. Специалистам в данной области техники следует понимать, что могут быть применены многие алгоритмы поиска для обеспечения выравнивания двумерной плоскости двумерной предшествующей маммограммы с плоскостью синтетической маммограммы в наилучшем наклонном виде сквозь данные трехмерного объема, которая соответствует плоскости предшествующей маммограммы 64.

Другими словами, виртуальный источник 68 перемещают вокруг обработанных данных 40 трехмерного объема, согласно поверхности виртуального детектора (не показан) «под» обработанными данными трехмерного объема. Когда виртуальный источник и виртуальный детектор перемещаются вокруг объема, будет происходить соответствующее изменение в вычисленной синтетической маммограмме, относящееся к падению лучей на поверхность виртуального детектора, как описано выше. Это изменение может быть сравнено с двумерной предшествующей маммограммой, с использованием метрик корреляции двумерных изображений, известных специалистам в данной области техники. Может быть определено пространство поиска положений пар виртуальный источник/детектор. Для набора положений пар виртуальный источник/детектор, когда метрика корреляции двумерных изображений между вычисленной двумерной маммограммой и двумерной предшествующей маммограммой является максимальной, считают, что найден оптимальный угол виртуального проецирования для этого набора положений поиска сквозь данные трехмерного объема.

После нахождения оптимального наклонного вида сквозь обработанные данные трехмерного объема, могут быть выданы координаты, определяющие его. Такие координаты могут быть использованы для вычисления положения 68 виртуального источника. Другими словами, линии, проведенные от края предшествующей маммограммы 64 в направлении положения 68 виртуального источника, которые заключают в себе обработанные данные 40 трехмерного объема, определяют проекцию сквозь обработанные данные трехмерного объема, представляющую положение источника рентгеновского излучения, использованное для получения предшествующей маммограммы 64. Специалистам в данной области техники следует понимать, что может быть вычислен набор, содержащий единственную синтетическую маммограмму.

Предпочтительно, это обеспечивает возможность сравнения изменений в структуре мишени между двумя маммограммами. Альтернативно, это может быть представлено в виде обеспечения совместимости между устаревшими и новыми методиками формирования изображения.

В альтернативном варианте осуществления, множество передних проекций может быть вычислено, начиная от вычисленной виртуальной передней проекции 68. Это обеспечивает медицинскому специалисту-практику возможность слежения за относительным перемещением пороков развития в пределах мишени 40, начиная от последнего известного положения пороков развития.

Согласно дополнительному варианту осуществления данного изобретения, этап вычисления оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема, который соответствует углу проекции изображения предшествующей маммограммы, дополнительно содержит вычисление оптимального угла проекции сквозь данные трехмерного объема с использованием меры подобия.

Таким образом, выбранное наклонное направление просмотра синтетической маммограммы может быть сделано более близким к направлению просмотра предшествующей маммограммы. Это является предпочтительным, поскольку алгоритм обеспечения соответствия может быть не способным обеспечить точное определение положения плоскости предшествующей маммограммы в обработанных данных 40 трехмерного объема без оптимизации. Таким образом, мера подобия может быть итерационно максимизирована произвольное количество раз до тех пор, пока не будет получено наилучшее положение виртуального источника для выравнивания с предшествующей маммограммой.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления данного изобретения, обеспечен способ для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием, например, томосинтеза, в котором между этапом вычисления оптимального угла проекции сквозь данные трехмерного объема с использованием меры подобия и этапом вычисления первого набора передних проекций, существует дополнительный этап применения алгоритма гибкой регистрации к обработанным данным трехмерного объема, для компенсации модификации формы мишени.

Этот вариант осуществления показан на фиг. 8.

Сдавливающие пластины могут вызвать деформацию мишени, и, таким образом, изменение относительного положения пороков развития в пределах мишени. При многочисленных случаях получения изображений, сдавливающие пластины будут менять положение и будут, таким образом, вызывать отличающиеся искажения в мишени. Это может приводить к трудности в идентификации местоположения пороков развития в пределах мишени в разных изображениях. Например, будет трудно заметить, было ли отличающееся местоположение мишени в разных получениях вызвано ростом порока развития, или оно было вызвано различием в расположении сдавливающих пластин. Это имеет отношение к этому варианту осуществления, поскольку сдавливающие пластины, использованные для получения предшествующей маммограммы, могли иметь положение, отличное от положения сдавливающих пластин, использованного для получения обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень. Применение гибкой регистрации либо к трехмерному объему, либо к синтетическому виду, либо к предшествующей маммограмме, обеспечивает возможность оптимизации выравнивания синтетического вида и предшествующей маммограммы. Алгоритмы гибкой регистрации, которые могут быть применены к обработанным данным трехмерного объема, являются общеизвестными в данной области техники.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления способа, между этапом обеспечения обработанных данных трехмерного объема и этапом вычисления первого набора передних проекций, обеспечен этап, a4), который является этапом обеспечения данных об угле пары глаз наблюдателя. Дополнительно, между этапом b) и этапом c) находится этап, b1), который является этапом вычисления второго набора передних проекций с угловым разделением, равным углу пары глаз наблюдателя. Наконец, этап c) содержит отображение второго набора передних проекций в виде соответствующего второго набора синтетических маммограмм параллельно с первым набором синтетических маммограмм, с использованием технологии для обеспечения возможности трехмерного просмотра набора маммограмм.

Посредством вычисления угла пары глаз, например, рентгенолога, может быть обеспечена возможность трехмерного отображения мишени. Трехмерное отображение может быть обеспечено, например, с использованием трехмерных поляризационных очков, или любой другой технологии трехмерного отображения объемов, известной в данной области техники. Таким образом, рентгенологу будет обеспечен трехмерный показ мишени. Поскольку способ обеспечивает возможность отображения синтетической маммограммы с наклонного угла, угол пары глаз может также потребовать вычисления двух наклонных синтетических маммограмм, разделенных по углу обычным углом зрения рентгенолога. Эти два вида могут быть, затем, отображены, например, на чередующихся строках монитора с ортогональной поляризацией, так чтобы рентгенологу был обеспечен трехмерный показ мишени 10.

Фиг. 9 показывает дополнительный иллюстративный вариант осуществления способа. Этап обеспечения обработанных данных трехмерного объема дополнительно содержит, между этапом a) и этапом b), этап, a5), который является этапом получения данных о траектории просмотра от пользователя. Кроме того, между этапом b) и этапом c) находится этап, b2), который является этапом вычисления набора улучшенных виртуальных передних проекций мишени, с использованием передних проекций, определенных с использованием данных о траектории просмотра. Наконец, этап c) дополнительно содержит отображение набора синтетических маммограмм в виде анимационной последовательности (cine-loop) изображений синтетических маммограмм в соответствии с данными о траектории просмотра. Таким образом, может быть отображена анимационная последовательность, причем по меньшей мере одна синтетическая маммограмма, образующая анимационную последовательность, может быть выполнена с наклонного направления. Таким образом, структуры на разных глубинах в мишени будут перемещаться с разными относительными скоростями. Это будет видно наблюдателю. Таким образом, идентификация пороков развития в мишени может быть более легкой.

Фиг. 10 показывает этот вариант осуществления. Положения 72, 74 и 76 просмотра показаны вдоль траектории 78. Также показаны обработанные данные 40 трехмерного объема в пределах системы 32 координат. Наблюдатель может определить траекторию 78 таким образом, чтобы наборы виртуальных передних проекций отображались в положениях 72, 74 и 76. Поскольку передние проекции могут быть выполнены из положения, наклонного относительно центральной плоскости получения данных трехмерного объема, представляющих мишень 10, пользователем может быть введен значительно больший диапазон положений просмотра траектории 78.

Данные о траектории просмотра задаются пользователем с использованием блока управления, такого как джойстик 80, мышь 82, клавиатура 84 или любой другой вид средства для ввода данных. Как показано на фиг. 11, средство ввода данных обеспечивает возможность ввода траектории 78 просмотра в систему 86 просмотра. Таким образом, относительное перемещение пороков развития в пределах мишени 10 может быть отображено в виде синтетической маммограммы 88 в мониторе 86, согласно выбранной пользователем траектории 78. Необязательно, трехмерное представление мишени 10 может быть также показано 90 в пределах монитора 86. Согласно предшествующим вариантам осуществления, может быть также использована технология трехмерного отображения, например, с использованием поляризационных очков 92.

В одном примере, данные о траектории просмотра определяют в краниокаудальном или медиолатеральном наклонном направлениях.

В одном примере, пользовательский интерфейс обеспечивает анимацию разных синтетических видов для улучшения пространственного восприятия.

Согласно дополнительному варианту осуществления данного изобретения, различные варианты осуществления, описанные выше, могут содержать:

- между этапом a) и этапом b): обеспечение плиты обработанных данных трехмерного объема;

- на этапе b): вычисление первого набора передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную плитой обработанных данных трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центрального направления получения; и

- на этапе c): отображение первого набора передних проекций в виде соответствующего первого набора плитных проекций.

В этом варианте осуществления, обработанные трехмерные данные могут быть разделены на плиты. Другими словами, используют подмножество обработанных трехмерных данных. Плита может быть прямоугольной по форме, или может иметь клиновидную форму.

В одном варианте осуществления, пользователь может установить размеры плиты. В другом варианте осуществления, может быть использован автоматический алгоритм для создания плиты вокруг интересующих признаков, таких как кальциноз.

После идентификации плитных размеров, посторонние обработанные трехмерные данные могут быть удалены, с оставлением только плиты. Этап переднего проецирования может быть, затем, выполнен сквозь плиту, как описано выше. В этом случае, изображение передней проекции, образованное на виртуальном детекторе в результате проецирования сквозь плиту, не будет включать в себя данные, которые не содержатся в плите, которые могут обеспечить только размытие изображения или могут отвлекать внимание от интересующих признаков.

Алгоритм выделения краев, описанный выше, может быть также применен в этом варианте осуществления. Кроме того, специалистам в данной области техники следует понимать, что переднее плитное проецирование может быть выполнено с угла, наклонного по отношению к центральному направлению получения. Таким образом, могут быть получены такие же технические эффекты, как эффекты, описанные выше, пусть даже и с использованием подмножества трехмерного объема. Структуры на разных глубинах в плите могут наблюдаться при круговом отслеживании двумерного изображения с разными скоростями, таким образом, помогая диагностике.

Преимущество этого основано на том факте, что секции объема с интересующими признаками, такими как образования, могут быть выбраны медицинскими работниками для дополнительного исследования. Секции обработанных трехмерных данных выше и ниже плиты, иначе, могут отвлекать внимание от изображения во время этапа переднего проецирования.

В одном примере, просмотр объема посредством настройки положения и/или ориентации плиты может заменить общепринятый просмотр среза-за-срезом.

В одном примере, процесс наклонного просмотра, описанный выше, также решает проблему идентификации перекрытых структур (например, двух отдельных образований друг над другом, которые делают неясными друг друга в центральной передней проекции). Просмотр перекрытых структур возможен в интерактивном режиме, или, альтернативно, в виде части автоматического поиска оптимального угла проекции, таким образом, чтобы два неясных образования появились рядом друг с другом в синтетическом виде. Таким образом, в этом примере, для нахождения оптимального угла просмотра данных трехмерного объема, содержащих несколько образований, алгоритм обеспечивает панорамирование парой виртуального источника и детектора обработанных данных трехмерного объема, как показано на фиг. 7. В этом случае, не должно быть требования обеспечения двумерной предшествующей маммограммы. Вместо этого, алгоритм распознавания области изображения осуществляет мониторинг положения, роста, сморщивания, или изменения формы определяющих образование областей на динамической двумерной синтетической маммограмме, обновляемой при панорамировании парой виртуальный источник/детектор обработанного трехмерного объема. Алгоритм осуществляет мониторинг расхождения изображения на два или более образований. Процесс оптимизации может продолжать поиск угла передней проекции, который отображает многочисленные образования с наибольшим возможным разделением, вместо угла передней проекции при котором образования делают друг друга неясными. Алгоритмы, которые выполнены с возможностью идентификации расхождения одной двумерной области на две или более областей являются известными специалистам в данной области техники.

Следует понимать, что для медицинских работников предпочтительна возможность легкого начала исследования с просмотра двумерной маммограммы с как можно более отчетливым разделением многочисленных образований, в отличие от необходимости их отдельного поиска.

Согласно данному изобретению, обеспечено устройство 101 для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза. Это устройство содержит интерфейсный блок 100, обрабатывающий блок 102, и блок 104 отображения. Интерфейсный блок 100 выполнен с возможностью обеспечения обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень, вычисленных из множества рентгеновских изображений сквозь мишень 10, полученных вдоль множества направлений 19, 21, 23 получения. Кроме того, обеспечен обрабатывающий блок 102, выполненный с возможностью вычисления первого набора передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную обработанными данными трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центрального направления получения. Блок 104 отображения выполнен с возможностью отображения первого набора передних проекций в виде соответствующего первого набора синтетических маммограмм.

Пример устройства 101 согласно данному изобретению показан на фиг. 12. Обработанные данные трехмерного объема, представляющие мишень, могут быть обеспечены, согласно одному примеру, посредством ввода в систему из системы 106 хранения данных, показанной пунктирными линиями на фиг. 12. Альтернативно, данные трехмерного объема могут быть получены из рентгеновского устройства томосинтеза, системы с рамой С-типа, CT-системы, или другой системы обеспечения рентгеновских данных, такой как PACS-система.

Согласно иллюстративному варианту осуществления данного изобретения, как показано на фиг. 13, может быть обеспечено устройство для отображения синтетических маммограмм, где для каждой передней проекции из первого набора передних проекций, области обработанного трехмерного объема с максимальной резкостью выделены с использованием алгоритма сохранения краев.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления данного изобретения, обеспечено устройство, где интерфейсный блок 100 дополнительно выполнен с возможностью ввода изображения 108 предшествующей маммограммы. Обрабатывающий блок 102 выполнен с возможностью вычисления оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема, который соответствует углу проекции изображения предшествующей маммограммы. Блок 104 отображения выполнен с возможностью отображения первого набора синтетических маммограмм, начинающихся от вычисленного оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления данного изобретения, показанному на фиг. 14, интерфейсный блок 100 дополнительно выполнен с возможностью обеспечения данных об угле пары глаз наблюдателя для обрабатывающего блока. Обрабатывающий блок 102 выполнен с возможностью вычисления второго набора передних проекций с угловым разделением, равным углу пары глаз наблюдателя. Блок 104 отображения дополнительно выполнен с возможностью отображения по меньшей мере двух синтетических маммограмм с использованием технологии для обеспечения возможности трехмерного просмотра маммограммы.

Согласно данному изобретению, обеспечена система 200 формирования рентгеновских изображений, которая содержит компоновку 202 для получения рентгеновских изображений, и компоновку 204 для отображения. Компоновка для отображения обеспечена в виде устройства согласно любому из предшествующих примеров. Согласно данному изобретению, обеспечен элемент компьютерной программы, для управления устройством для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза, который, при исполнении обрабатывающим блоком, выполнен с возможностью выполнения этапов способа любого из вариантов осуществления, описанных выше.

Согласно данному изобретению, обеспечен машиночитаемый носитель, в котором хранится программа из предшествующего примера.

В другом иллюстративном варианте осуществления данного изобретения, обеспечена компьютерная программа или элемент компьютерной программы, который отличается тем, что он выполнен с возможностью исполнения этапов способа, согласно одному из предшествующих вариантов осуществления, на соответствующей системе.

Элемент компьютерной программы может, таким образом, храниться на вычислительном блоке, который также может быть частью варианта осуществления данного изобретения. Этот вычислительный блок может быть выполнен с возможностью выполнения или побуждения к выполнению этапов способа, описанных выше. Кроме того, он может быть выполнен с возможностью управления компонентами описанного выше устройства. Вычислительный блок может быть выполнен с возможностью автоматического функционирования и/или может быть выполнен с возможностью исполнения команд пользователя. Компьютерная программа может быть загружена в рабочую память процессора для обработки данных. Процессор для обработки данных может быть, таким образом, выполнен с возможностью выполнения способа данного изобретения.

Этот иллюстративный вариант осуществления данного изобретения охватывает как компьютерную программу, которая с самого начала использует данное изобретение, так и компьютерную программу, которая посредством обновления преобразует существующую программу в программу, которая использует данное изобретение.

Дополнительно, элемент компьютерной программы может быть способен обеспечить все необходимые этапы для выполнения процедуры иллюстративного варианта осуществления способа, описанного выше.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления данного изобретения, представлен машиночитаемый носитель, такой как CD-ROM, причем машиночитаемый носитель хранит элемент компьютерной программы, который описан в предшествующем разделе.

Компьютерная программа может храниться и/или распространяться на подходящем носителе, таком как оптический запоминающий носитель или твердотельный носитель, обеспеченный вместе и другим аппаратным обеспечением или в качестве его части, а также может распространяться в других формах, например, через интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы.

Однако, компьютерная программа может быть также обеспечена через сеть, подобную «всемирной паутине», и может быть загружена в рабочую память процессора для обработки данных из такой сети. Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления данного изобретения, обеспечен носитель для обеспечения доступности элемента компьютерной программы для загрузки, причем элемент компьютерной программы выполнен с возможностью выполнения способа согласно одному из описанных выше вариантов осуществления данного изобретения.

Следует отметить, что варианты осуществления данного изобретения описаны со ссылкой на разные предметы изобретения. Конкретно, некоторые варианты осуществления описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на способ, тогда как другие варианты осуществления описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на устройство. Однако, специалист в данной области техники сделает вывод из вышеупомянутого и нижеследующего описания о том, что, если не указано иное, дополнительно к любой комбинации признаков, относящихся к одному типу предмета изобретения, также предполагается, что любая комбинация между признаками, относящимися к разным предметам изобретения, описана с этим применением. Однако, все признаки могут быть объединены с обеспечением синергетических эффектов, которые являются чем-то большим, чем простое суммирование признаков.

В то время как данное изобретение было проиллюстрировано и подробно описано в чертежах и предшествующем описании, такая иллюстрация и описание должны рассматриваться в качестве иллюстрации или примера, а не ограничения.

В формуле изобретения, слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а единственное число не исключает множества. Единственный процессор или другое устройство может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Тот факт, что некоторые средства перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих средств не может быть использована для обеспечения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны толковаться в качестве ограничения объема данного изобретения.

1. Устройство (101) для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза, содержащее:

- интерфейсный блок (100);

- обрабатывающий блок (102) и

- блок (104) отображения;

причем интерфейсный блок выполнен с возможностью обеспечения обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень (10), вычисленных из множества рентгеновских изображений сквозь мишень, полученных вдоль множества направлений (19, 21, 23) получения;

причем интерфейсный блок (100) выполнен с возможностью ввода изображения (108) предшествующей маммограммы;

причем обрабатывающий блок выполнен с возможностью вычисления первого набора передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную обработанными данными трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центрального направления получения;

причем обрабатывающий блок (102) выполнен с возможностью вычисления угла передней проекции посредством максимизации меры подобия между предшествующей маммограммой и вычисленной синтетической маммограммой сквозь данные трехмерного объема, который соответствует углу проекции изображения предшествующей маммограммы; и

причем блок отображения выполнен с возможностью отображения первого набора передних проекций в виде соответствующего первого набора синтетических маммограмм, начинающихся от вычисленного оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема.

2. Устройство по п. 1, в котором, для каждой из первого набора передних проекций области обработанного трехмерного объема с максимальной резкостью выделены с использованием алгоритма сохранения краев.

3. Устройство по одному из пп. 1 или 2, в котором интерфейсный блок (100) дополнительно выполнен с возможностью обеспечения данных (110) об угле пары глаз наблюдателя для обрабатывающего блока;

причем обрабатывающий блок (102) выполнен с возможностью вычисления второго набора передних проекций с угловым разделением, равным углу пары глаз наблюдателя; и

причем блок (104) отображения дополнительно выполнен с возможностью отображения по меньшей мере двух синтетических маммограмм с использованием технологии для обеспечения возможности трехмерного просмотра маммограммы.

4. Способ (300) отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза, содержащий следующие этапы:

а) обеспечение (302) обработанных данных трехмерного объема, представляющих мишень, вычисленных из множества рентгеновских изображений сквозь мишень, полученных вдоль множества направлений получения;

а1) обеспечение изображения предшествующей маммограммы;

а2) вычисление угла передней проекции посредством максимизации меры подобия между предшествующей маммограммой и вычисленной синтетической маммограммой сквозь данные трехмерного объема, который соответствует углу проекции изображения предшествующей маммограммы;

b) вычисление (304) первого набора передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную обработанными данными трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центральной плоскости получения; и

c) отображение (306) первого набора передних проекций в виде соответствующего набора синтетических маммограмм, начинающихся от вычисленного оптимального угла передней проекции сквозь данные трехмерного объема.

5. Способ по п. 4, в котором: на этапе b) для каждой из первого набора передних проекций области обработанного трехмерного объема с максимальной резкостью выделены с использованием алгоритма сохранения краев.

6. Способ по п. 4, в котором: этап а2) дополнительно содержит вычисление оптимального угла проекции сквозь данные трехмерного объема с использованием меры подобия.

7. Способ по п. 4 или 6, в котором между этапом a2) и этапом b) обеспечен дополнительный этап:

a3) применения алгоритма гибкой регистрации к обработанному трехмерному объему для компенсации модификации формы мишени.

8. Способ по п. 4, в котором между этапами a) и b) обеспечен этап:

a4) обеспечения данных об угле пары глаз наблюдателя;

причем между этапом b) и этапом c) обеспечен этап:

b1) вычисления второго набора передних проекций с угловым разделением, равным углу пары глаз наблюдателя; и

причем этап c) дополнительно содержит отображение второго набора передних проекций в виде соответствующего второго набора синтетических маммограмм параллельно с первым набором синтетических маммограмм с использованием технологии для обеспечения возможности трехмерного просмотра набора маммограмм.

9. Способ по п. 4, в котором между этапом a) и этапом b) обеспечен этап:

a5) получения данных о траектории просмотра от пользователя;

причем между этапом b) и этапом c) обеспечен этап:

b2) вычисления набора улучшенных виртуальных передних проекций мишени с использованием передних проекций, определенных с использованием данных о траектории просмотра; и

причем этап c) дополнительно содержит отображение набора синтетических маммограмм в виде анимационной последовательности синтетических маммограмм в соответствии с данными о траектории просмотра.

10. Способ по п. 4, в котором между этапом a) и этапом b) обеспечен этап:

a6) обеспечения блока обработанных данных трехмерного объема;

причем этап b) дополнительно содержит вычисление первого набора передних проекций в одном или нескольких направлениях проецирования сквозь мишень, представленную блоком обработанных данных трехмерного объема, причем по меньшей мере одно из направлений проецирования является наклонным относительно центрального направления получения; и причем этап c) дополнительно содержит отображение первого набора передних проекций в виде соответствующего первого набора блока проекций.

11. Система (200) формирования рентгеновских изображений, содержащая:

- компоновку (202) для получения рентгеновских изображений; и

- компоновку (204) для отображения;

причем компоновка для отображения обеспечена в виде устройства по любому из пп. 1-3.

12. Машиночитаемый носитель, в котором хранится элемент компьютерной программы для управления устройством для отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием томосинтеза по одному из пп. 1-4, который, при исполнении обрабатывающим блоком, выполнен с возможностью выполнения этапов способа по любому из пп. 4-10.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и может быть использовано для определения пациентов, которым показано проведение сердечной ресинхронизирующей терапии.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам контроля доставки лучевой терапии к субъекту с использованием проекционной визуализации. Осуществляемый компьютером способ контроля адаптивной системы доставки лучевой терапии содержит прием информации об опорной визуализации, создание двумерного (2D) проекционного изображения с использованием информации о визуализации, полученной с помощью ядерной магнитно-резонансной (MR) проекционной визуализации, причем 2D проекционное изображение соответствует заданному проекционному направлению, включающему в себя траекторию, пересекающую по меньшей мере участок визуализируемого субъекта, определение изменения между созданным 2D проекционным изображением и информацией об опорной визуализации для прогнозирования местоположения мишени для лучевой терапии на основании прогнозирующей модели, и создание обновленного протокола для терапии для доставки лучевой терапии по меньшей мере с частичным использованием определенного изменения между полученным 2D проекционным изображением и информацией об опорной визуализации.

Изобретение относится к области обработки цифровых изображений в медицине и предназначено для автоматизированного выполнения флюорографических снимков грудной клетки пациента на предмет наличия изменений или патологий в области легких.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для обучения и/или прогнозирования данных при разработке плана лечения лучевой терапии. Система лучевой терапии для лечения целевого пациента, с помощью устройства лучевой терапии, выполненного с возможностью осуществлять лучевую терапию в соответствии с планом лечения, содержит устройство обработки данных для создания плана лечения, включающее память, в которой хранятся исполнимые компьютером инструкции, и процессорное устройство, коммуникативно соединенное с памятью, при этом исполняемые компьютером инструкции, при выполнении процессорным устройством, побуждают процессорное устройство осуществлять операции, включающие в себя получение обучающих данных, соотнесенных с прошлыми планами лечения, применяемыми для лечения выборочных пациентов, причем обучающие данные включают в себя наблюдения, соотнесённые с состоянием выборочных пациентов, полученные из медицинских данных изображений, и по меньшей мере один результат плана, указывающий результат, полученный из прошлого плана лечения, или параметр плана, указывающий расчетный параметр прошлого плана лечения, определение совместной плотности вероятности, указывающей вероятность того, что как по меньшей мере одно конкретное наблюдение, так и по меньшей мере один конкретный результат плана или параметр плана присутствуют в обучающих данных, вычисление условной вероятности на основании определенной совместной плотности вероятности, причем условная вероятность указывает вероятность того, что конкретный результат плана или параметр плана присутствует в обучающих данных, получение специфичных для пациента тестовых данных, соотнесенных с целевым пациентом, включающих в себя по меньшей мере одно специфичное для пациента наблюдение, соотнесенное с целевым пациентом и полученное из медицинских данных изображений, прогнозирование вероятности специфичного для пациента результата плана или параметра плана на основании условной вероятности и специфичного для пациента наблюдения, создание плана лечения, основанного на прогнозировании, и предписывание устройству лучевой терапии осуществлять лучевую терапию в соответствии с созданным планом лечения.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам формирования слоистых фантомов кровеносных сосудов, и может быть использовано в медицине и ветеринарии для обучения персонала проведению диагностических измерений на эндоскопических оптических когерентных томографах.
Изобретение относится медицине, а именно к неврологии, и может быть использовано для выявления разновидности формы течения множественных аневризм сосудов головного мозга в отдаленном послеоперационном периоде.
Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии, вертебрологии, и может быть использовано для выявления разновидности формы поясничного остеохондроза в отдаленном послеоперационном периоде.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии и рентгенологии, и может быть использовано для рентгенологической оценки расположения большого вертела.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам усиления или восстановления изображений в эндоскопической оптической когерентной томографии. Способ получения структурных изображений в эндоскопической оптической когерентной томографии включает получение группы А-сканов, характеризующих структуру исследуемого биологического объекта или его части в предопределенном направлении, предварительное снижение шумов для группы А-сканов, преобразование группы А-сканов в один или группу В-сканов, при этом предварительно снижают шумы для группы А-сканов посредством порогового ограничения с заданным порогом интенсивности интерференционного сигнала и полосовой фильтрации с заданными верхней и нижней частотами среза полосового фильтра, после преобразования группы А-сканов в один или группу В-сканов проводят фильтрацию одного или группы В-сканов посредством свертки с заданным ядром свертки, затем выполняют морфологическую обработку получившихся после фильтрации одного или группы В-сканов путем последовательного выполнения для них операции морфологической эрозии и операции морфологического расширения, при этом количество итераций для операции морфологической эрозии и маски для каждой итерации этой операции подбирают так, чтобы обеспечить обнуление при выполнении операции морфологической эрозии значений всех или части пикселей, соответствующих спекл-шумам, а количество итераций и маски для каждой итерации операции морфологического расширения подбираются так, чтобы обеспечить заполнение всех или части обнуленных при выполнении операции морфологической эрозии пикселей, затем выполняют сглаживание полученных в результате морфологической обработки одного или группы В-сканов медианным фильтром с заданным рангом и один или группу сглаженных медианным фильтром В-сканов визуализируют посредством пользовательского интерфейса.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к стоматологии, и может быть использована для 3D планирования стоматологического лечения и его последующей реализации с применением цифровых 3D технологий.
Изобретение относится к медицине, а именно к онкоурологии и радиологии, и может быть использовано для лечения почечно-клеточного рака (ПКР) с диссеминацией в лимфатические узлы.

Изобретение относится к медицине, а именно к рентгенохирургическим методам диагностики сердечной недостаточности (СН), и может быть использовано для ранней диагностики сердечной недостаточности.

Рентгеновская система (2) для получения изображения объекта имеет детектор (8) рентгеновского излучения, который разбит на множество смежных детекторных ячеек. В частности, изображение может представлять собой двумерное проекционное изображение, но также и трехмерный объем объекта, восстановленный на основе сбора данных томосинтеза.
Изобретение относится к медицине, а именно к рентгенологии, может быть использовано для диагностики грыжи пищеводного отверстия диафрагмы и сопутствующих функциональных нарушений пищевода.
Изобретение относится к медицине, а именно к способам диагностики нарушений моторно-эвакуаторной функции толстой кишки. Для этого проводят пероральное введение сферических маркеров 3-4 мм в диаметре в количестве 18-24 штук Оценку состояния кишечного транзита производят через 100-120 часов по количеству маркеров, находящихся в исследуемом отделе толстой кишки.

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской радиологии. Способ планирования радиохирургического лечения опухолей головного мозга, расположенных в области моторной коры и/или прилегающих к данной области, включает: проведение МРТ исследований головного мозга без использования контрастного вещества с получением серии изображений анатомических срезов головного мозга, взвешенных по времени Т1.
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для ведения пациентов после первичного выявления у них рака кожи. Для этого осуществляют диспансеризацию с проведением обследований в объёме, необходимом для своевременной диагностики новых злокачественных новообразований, в том числе иной локализации.
Изобретение относится к области медицины, конкретно к кардиологии. Проводят экстренную коронарную ангиографию и при выявлении острой окклюзии коронарной артерии и наличия длины тромба более 3 диаметров артерии осуществляют антитромбоцитарную терапию, включающую итегрилин с гепарином или бивалирудин.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии. Проводят экстренную коронарографию: пациентам с диагнозом острый коронарный синдром без подъема сегмента ST, при выявлении по крайней мере одного из «факторов высокого риска»; пациентам с диагнозом острый коронарный синдром с подъемом сегмента ST, которым не была выполнена тромболитическая терапия на догоспитальном этапе; пациентам с диагнозом острый коронарный синдром с подъемом сегмента ST, которым была выполнена тромболитическая терапия, но отсутствует эффект от ее проведения.

Настоящее изобретение состоит в создании средства оценки качества, используемого как фантом (имитация патологического изменения) при получении цифрового рентгеновского изображения, с помощью которого может быть проведена оценка качества, и в частности, средства оценки качества, используемого для удобной одновременной оценки качества цифрового рентгеновского изображения частей с разными коэффициентами поглощения рентгеновского излучения.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам отображения медицинских изображений, полученных от мишени с использованием рентгеновского излучения. Устройство содержит интерфейсный блок, обрабатывающий блок и блок отображения. Интерфейсный блок выполнен с возможностью обеспечения обработанных данных трехмерного объема, вычисленных из множества рентгеновских изображений сквозь мишень, и ввода изображения предшествующей маммограммы. Обрабатывающий блок выполнен с возможностью вычисления первого набора передних проекций, причем одно из направлений проецирования является наклонным относительно центрального направления получения, и вычисления угла передней проекции посредством максимизации меры подобия между предшествующей маммограммой и вычисленной синтетической маммограммой. Блок отображения выполнен с возможностью отображения первого набора передних проекций в виде соответствующего первого набора синтетических маммограмм. Способ осуществляется с использованием устройства. Система формирования рентгеновских изображений содержит компоновку для получения рентгеновских изображений и компоновку для отображения, причем компоновка для отображения обеспечена в виде устройства для отображения медицинских изображений. Система снабжена машиночитаемым носителем. Использование группы изобретений позволяет улучшить оценку развития заболевания. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 15 ил.

Наверх