專利名稱：用于ct掃描分析的用戶接口的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于CT掃描分析的用戶接口，并且更特別地用于顯 示被增強的計算機斷層成像(CT)掃描圖像以便突出潛在的損傷或其 它異常。
背景技術：
在CT圖像的傳統分析中，放射醫師在視覺上診察每片CT掃描圖， 利用他或她的經驗來確認異常并從正常結構中將它們區分開來。通過 在計算機上存儲掃描圖像并提供允許用戶快速在掃描片之間切換并以 不同方式觀察結構的用戶接口可以使這個任務變得更簡單。然而，這 個過程是費時的并且必須非常認真地執行以免漏掉任何異常。為了代替放射醫師的一些或所有工作，已經設計出計算機輔助檢 查(CAD)軟件來分析掃描圖像并檢査潛在損傷(lesion)。該檢査可 通過與放射醫師的一些交互來半自動化地執行，或者全自動化地，即 除了選擇將要被分析圖像的選擇之外沒有任何交互。例如，申請人的 MedicHeartTM、 MedicLungTM和MedicColon 診斷軟件分別執行心臟、 肺和結腸CT掃描的半自動化診斷。實際上，作為安全措施，CAD的結果必須由放射醫師來檢驗。如 果軟件用作"第一讀出者"，放射醫師僅僅核實由該軟件生成的結果而 不分析原始CT掃描圖。為了有效地用作"第一讀出者"，軟件必須既 具有高靈敏性(即低漏損傷百分率(low percentage of missed lesions)) 又具有高專一性(即低錯診百分率(low percentage of false positives)), 因為放射醫師可以基于該結果作出重要的醫學結論。"第一讀出者"具 有最大的潛力來節約放射醫師的時間，但是要達到既有高靈敏性又有 高專一性是一個很大的挑戰。或者，該軟件可作為"第二讀出者"使用，其中放射醫師完全基
于原始圖像做出初步診斷，然后作為對任何漏掉損傷的檢查來運行該 軟件。當作為"第二讀出者"使用時，該軟件實際上并不節省時間， 但是能夠在作出更好的診斷方面幫助放射醫師。當它得出比無輔助的 放射醫師更精確的診斷時，該軟件不需要具有特別高的靈敏性或專一 性。以這種方式使用的話，該軟件類似于用于字處理中的拼寫或語法 檢查器一一它僅僅引起用戶對疏忽的注意，而不是代替用戶的動作。人們期望制造出不需要與"第一讀出者"軟件一樣精確但比"第二讀出者"軟件節省更多時間的用于CT掃描分析的用戶接口。文件WO-A-03/077203公開了一種允許來自不同掃描圖的相應區 域并排顯示的用戶接口。更進一步的問題就是，很多CAD算法依靠預定義的一組參數范圍 用于檢査。例如Agatston方法，如最初在J Am Coll Cardiol 1990 15:827-832， Agatston AS、 Janowits WR、 Hildner FJ等的"使用超快計 算機斷層成像量化冠狀動脈鈣"中描述的那樣，將130 Hounsfidd單 位(HU)的閾值應用到CT圖像，并確定所有高于該閾值的像素為包 含鈣。然后使用評分系統評價鈣化的嚴重度，基于高于閾值的像素的 數量乘以基于在鈣化中最高強度的權重。如果最高強度在130到 200HU之間，那么權重為l;如果在200到300HU之間，權重為2; 并且如果超過300HU，權重為3。閾值和權重的值基于冠狀動脈掃描 圖的經驗式研究和用于病人隨后的結果。然而，對于哪個參數范圍給 出最精確結果存在持續的爭論；不同的范圍可能適合于不同的掃描圖 像。文件US6058322公開了一種交互用戶修改功能，其中軟件顯示所 檢查到的微鈣化物并且之后用戶可以添加或刪除微鈣化物。該軟件相 應地修改它的惡性腫瘤預計可能性。發明內容根據本發明的一個方面，提供一種顯示CT掃描圖像的方法，包括顯示原始掃描圖像和顯示從該原始掃描圖像導出的增強掃描圖像。 優選地，原始和增強掃描圖像以類似的圖像屬性顯示，諸如尺寸和比 例，以便在原始和增強掃描圖像之間比較。可以增強上述增強掃描圖
像以便向用戶確認原始掃描圖像中的損傷或異常。在一個實施例中，同時顯示原始和增強掃描圖像。在另一個實施 例中，用相似的尺寸、比例和位置交替地顯示原始和增強掃描圖像。 優選地，在同一顯示設備上顯示原始和增強掃描圖像。這些安排的優點是，能夠在視覺上將對原始掃描圖像與增強圖像 進行檢驗，而沒有增強圖像模糊原始圖像特征的情況。沒有使用增強 圖像作為第一或第二讀出者使用，而是增強圖像起到與用戶一起的聯 合讀出者的作用，其能夠在使用增強圖像作為輔助的同時檢査原始圖 像。在一個實施例中，用戶能夠在觀察原始和增強圖像的同時改變增 強圖像的增強參數。這樣，用戶就能夠在觀察增強圖像上的效果和將 之與他或她自己對原始圖像的分析進行比較的同時將參數調整到用于 圖像最適合的設置上。然后調整后的參數可以應用到原始圖像的其它 部分以便對那些部分提供更精確的分析。


現在將參照附圖對本發明的特定實施例進行闡述，其中 圖1是示出CT掃描儀和用于處理來自掃描儀圖像數據以及操作 用戶接口的遠程計算機的示意圖；圖2是本發明的實施例中用戶接口操作方法的主要步驟的流程圖；圖3是用戶接口的屏幕截圖，同時應用了球度增強濾波器 (sphericity enhancement filter);圖4示出選擇了球度增強濾波器的用戶接口的濾波器窗口 ；圖5是用戶接口的屏幕截圖，其中應用了邊緣增強濾波器；圖6示出選擇了標準噪聲消除濾波器的濾波器窗口；圖7示出選擇了高級噪聲消除濾波器的濾波器窗口；以及圖8是第二實施例的用戶接口的屏幕截圖，供結腸掃描圖像使用。
具體實施方式
掃描圖像
CT圖像可包括使用CT掃描儀從人或動物患者獲得的一片或多片 圖像。每一片是所掃描區域的X射線吸收的2維數字灰度等級圖像。 該片的屬性可取決于所使用的CT掃描儀；例如，高分辨率多片CT掃 描儀可產生在x和y方向(即該片的平面)具有0.5-0.6mm/像素分辨 率的圖像。每個像素可具有32-位灰度等級分辨率。每個像素的強度值 通常以Hounsfidd單位(HU)表示。連續的片可由沿z方向(即掃描 分離軸)的恒定距離隔開；例如，由在0.75-2.5mm之間的距離。因此， 掃描圖像可以是2維(2D)或3維(3D)灰度等級圖像，同時總尺寸 取決于所掃描片的區域和數量。本發明不局限于任何特定掃描技術，并且可應用于電子束計算機 斷層成像(EBCT)、多檢測器或螺旋掃描或任何產生輸出表示X射線 吸收的2D或3D圖像的技術。計算機系統如圖1中所示，由從掃描儀2接收掃描數據并構造掃描圖像的計 算機4產生掃描圖像。掃描圖像被保存為存儲在存儲介質6上的電子 文件或一系列文件，存儲介質6諸如固定或可移動磁盤。掃描圖像可 以標準格式存儲，諸如DIRCOM3.0。掃描圖像可以由計算機4進行處 理，或者如下所述那樣可以將掃描圖像傳送到另一個運行用于處理和 顯示圖像的軟件的計算機8。軟件可存儲于載體上，諸如可移動磁盤， 或通過網絡下載。用戶接口流程在圖2中示出由本發明實施例中軟件實現的用戶接口操作方法的 流程。提供原始掃描圖像作為輸入(Sl)并且處理上述圖像以提供增 強掃描圖像(S2)。與用于增強的參數值的讀數一起，或者并排地或者 交替地，顯示原始掃描圖像和增強掃描圖像的表示(S3)。如果接收用 戶輸入(S4)來調整參數值，那么調整上述值(S5)并使用調整后的 參數再次產生增強掃描圖像(S2)。原始和增強圖像可并排顯示，或可在同一位置并以相同的尺寸和 比例交替地顯示；例如，可以交替地切換打開和關閉圖像增強。在原 始和增強圖像之間的切換可以在每次用戶按壓特定鍵時或者點擊屏幕 上一按鈕時發生。
肺部掃描實施例圖3示出了第一實施例中用戶接口的屏幕截圖，顯示肺部模體 (lung phantom)(即，近似肺并且包含具有已知屬性對象的模型，用 于測試和校準)掃描的2維切片。在包含原始圖像格IO和增強圖像格12的窗口中顯示用戶接口。 原始圖像格10顯示一張掃描圖像。第一工具條18位于原始圖像格10 的底部，包含允許用戶操作原始圖像的按鈕，例如通過縮放、全屏和 旋轉。原始圖像格IO還包括允許用戶在切片之間向前和向后移動的第 一滾動條22。增強圖像格12顯示了為便于突出原始圖像特征的經由一個或多 個濾波器處理的原始圖像的版本。在這個例子中，應用了球度增強濾 波器，并且對滿足球度增強濾波器的物體畫圈。在增強圖像格12中的 第二工具條20包括允許用戶操作增強圖像的按鈕，例如通過縮放、全 屏和旋轉。增強圖像格12還包括允許用戶在切片之間向前和向后移動 的第二滾動條24。可以鏈接第一和第二工具條18、 20以便由任何一個工具條執行的 圖像操作在原始和增強圖像上均具有相應的或等效的效果。例如，使 用第一工具條18放大原始掃描圖像以相同的數量放大了增強圖像格 12中的增強掃描圖像。在另一個例子中，使用第二工具條20放大增 強掃描圖像以相同的數量放大了原始圖像格10中的原始掃描圖像。這 樣，可以在原始和增強圖像的相同視圖之間進行并排的比較。也可以鏈接第一和第二滾動條22、 24以便移動任何一個滾動條在 原始掃描圖像和增強掃描圖像上均具有相應的或等效的效果。這允許 用戶在比較原始和增強掃描圖像時在z方向上向前和向后移動。用戶接口窗口包括顯示用戶可選的各種選項的右手(right-hand) 工具條14。"顯示"選項允許用戶控制顯示多少格單個、兩個、四 個或窗口，其中顯示格為獨立窗口。在這個例子中，僅用了兩個格顯 示掃描圖像，而分別分配第三和第四格為數據顯示和3D結節(nodule)顯示功能。用戶通過濾波器窗口 16控制濾波器的類型和參數，圖4中更詳細 地示出了該窗口。在這個例子中，用戶能夠通過選擇相應的標簽選擇 球度增強濾波器、邊緣濾波器、標準噪聲消除濾波器和增強噪聲消除 濾波器中的任何一個。然后用戶設置濾波器的參數值，并單擊按鈕來 應用濾波器以更新增強圖像。 球度增強濾波器這個例子中，球度增強濾波器標簽包括；允許用戶設置用于由濾 波器所傳遞對象的球度最小級的球度滑動塊26、允許用戶在由濾波器 所傳遞對象內分別選擇最小和最大峰值強度的最小強度滑動塊28a和 最大強度滑動塊28b、以及允許用戶選擇由濾波器所傳遞對象的多個 不同尺寸范圍中的一個的結節(nodule)尺寸選擇器30。用戶還能夠 選擇第一選項32來檢查多個微結節，和第二選項34來移除圓柱形。 后者向用戶提供了避免在圓柱形結構內球形的增強的能力，諸如血管。球度增強濾波器可以通過分析在掃描圖像中的每個體積元(體元) 和與相似強度的周圍體元(voxel)進行比較操作，以獲取相同強度表 面的3維曲率。具有高于用戶選擇等級的球度的表面被識別為屬于球 形的對象。然后在那些表面中所包含的體元作為相同對象的部份被集 中在一起。 一旦所有上述物體均被確定，則濾波器突出那些具有在用 戶選擇的最小和最大強度中間的最大強度和在用戶選擇范圍內的尺寸 的對象。在通過濾波器所傳遞的球形對象占據多個連續片的地方，可以僅 僅在片上突出該對象，其中上述片包含上述對象的最大區域。 邊緣增強濾波器圖5示出當被應用于另一個掃描圖像時選擇和應用了邊緣增強濾 波器的實施例。僅僅應用邊緣增強到肺部薄壁組織區域，并且在確定 諸如網狀物之類的間質疾病(interstitial disease)的信號方面有優勢。當選擇了邊緣增強濾波器時，顯示出允許用戶改變邊緣增強濾波 器對比度參數的對比度設置窗口 36。標準噪聲消除濾波器圖6示出當選擇了標準噪聲消除濾波器的濾波器窗口 16。該濾波 器窗口顯示了用戶可以用來改變噪聲平滑程度的模糊滑動塊38。該濾 波器在讀取低劑量(low-dose)多片螺旋CT (MSCT)研究方面有優 勢，其中以背景噪聲的增加為代價達到了放射劑量的減少。標準噪聲 消除濾波器平滑背景噪聲至由用戶所設置的程度。 髙級噪聲消除濾波器圖7示出當選擇了高級噪聲消除濾波器的濾波器窗口 16。濾波器 窗口 16顯示了設置由高級噪聲減少技術使用的窗口尺寸的窗口尺寸 選擇器40。這項技術導致比標準技術更少的表面模糊，但是有更多的 時間消耗。結腸掃描實施例圖8示出了在第二個實施例中用戶接口的屏幕顯示，用于結腸的 掃描圖像。這個實施例在可用濾波器的類型方面與肺部掃描實施例不 同；單息肉(single polyp)增強濾波器比在肺部掃描實施例中使用的 濾波器的選擇更有用。然而，在肺部掃描實施例中有用的任何濾波器 可以用于第二實施例。類似的部件以相同的附圖標記示出，并且其描 述不再重復。濾波器窗口 16顯示用于息肉增強濾波器的設置，其突出了具有球 形元素的凸起對象，但是沒有突出細長的和類似皺襞的對象。濾波器 窗口包括允許用戶選擇所突出對象的平滑(flatness)程度的最小和最 大平滑滑動塊38a、 38b。在這個例子中，第三和第四格包括第二原始圖像格40和第二增強 圖像格42，當原始圖像格10和增強圖像格12顯示俯視軸視圖時顯示 掃描圖像的仰視軸視圖。還鏈接第二原始圖像格40和第二增強圖像格 42顯示的操作以便在一個格中做出的改變在另一個格中重復。單視圖實施例作為對上述并排視圖的可替換方案，用戶可以選擇在用戶接口窗 口中只顯示單個掃描圖像視圖的顯示模式，而且濾波器窗口選擇的增 強能夠由用戶進行切換開和關，例如通過觸發在濾波器窗口中的按鈕。 當在原始和增強圖像之間切換時保持圖像顯示參數不變，以便用戶能 夠容易地比較增強和原始圖像。可替換實施例上述實施例是本發明示例性的而不是對本發明的限制。通過閱讀以上 說明顯而易見的可替換實施例可能仍然落入本發明的范圍內。
權利要求
1、一種顯示計算機斷層成像(CT)掃描圖像的、計算機實現的方法，包括a)處理(S2)原始掃描圖像以生成增強掃描圖像，其中增強了在原始掃描圖像中指示異常的一個或多個特征并且模糊了原始掃描圖像的至少一個其它特征；其特征在于b)顯示(S3)原始掃描圖像和增強掃描圖像以便能夠進行兩者之間視覺上的比較。
2、 根據權利要求1所述的方法，其中同時顯示原始掃描圖像(IO)和增強掃描圖像(12)。
3、 根據權利要求1所述的方法，其中交替地顯示原始掃描圖像和 增強掃描圖像。
4、 根據權利要求3所述的方法，其中響應于用戶輸入上述顯示在 原始掃描圖像和增強掃描圖像之間交替。
5、 根據權利要求3或4所述的方法，其中實質上在同一個位置交 替地顯示原始掃描圖像和增強掃描圖像。
6、 根據前述權利要求任何之一所述的方法，包括響應于用戶輸入 (S4)，修改(S5)原始掃描圖像的顯示表示(10)和增強掃描圖像的顯示表示(12)。
7、 根據權利要求6所述的方法，其中原始掃描圖像的顯示表示 (10)是原始掃描圖像的切片，而增強掃描圖像的顯示表示(12)是增強掃描圖像的相應切片，以及響應于用戶輸入修改原始掃描圖像的 被顯示切片和增強掃描圖像的相應切片。
8、 根據前述權利要求任何之一所述的方法，其中根據一個或多個 用戶定義的參數執行上述處理步驟(S2)，該方法包括接收用于修改 一個或多個所述參數的用戶輸入，以及使用所述修改后的一個或多個 參數執行上述處理和顯示步驟。
9、 根據前述權利要求任何之一所述的方法，其中使用多個濾波器 中所選擇的一個執行上述處理步驟，該方法包括接收用戶輸入用于選 擇所述濾波器中的一個，以及使用所選擇的濾波器執行上述處理和顯 示步驟。
10、 根據前述權利要求任何之一所述的方法，其中原始掃描圖像是肺部掃描圖像，并且處理原始掃描圖像(S2)以增強增強在掃描圖 像中的球形對象。
11、 根據前述權利要求任何之一所述的方法，其中原始掃描圖像 是肺部掃描圖像，并且處理原始掃描圖像(S2)以增強在增強掃描圖 像中的邊緣。
12、 根據權利要求1至9任何之一所述的方法，其中原始掃描圖 像是結腸掃描圖像，并且處理原始掃描圖像(S2)以增強在增強掃描 圖像中從結腸壁凸起的球形對象。
13、 一種計算機程序，被設置為執行任何前述權利要求之一的方法。
14、 一種計算機程序產品，包括權利要求13中的計算機程序，被記錄于載體上。
15、 一種用于顯示計算機斷層成像(CT)掃描圖像的設備(8)， 包括a) 設置成處理原始掃描圖像以生成增強掃描圖像的裝置，其中上 述增強掃描圖像增強了指示在原始掃描圖像中異常的一個或多個特征 并且模糊了原始掃描圖像的至少一個其他特征；以及b) 設置成顯示原始掃描圖像和增強掃描圖像以便能夠進行兩者之 間視覺上的比較的裝置。
全文摘要
并排或交替地顯示原始掃描圖像和從原始掃描圖像中導出的增強掃描圖像，以便于在原始和增強圖像之間進行比較。在察看原始和增強圖像時，用戶能夠改變增強圖像的增強參數，以在觀察增強圖像的效果并將之與他或她自己對原始圖像的分析進行比較時，獲得用于圖像的最合適的設置。然后可以應用調整后的參數到原始圖像的其它部分以便提供對那些部分更精確的分析。
文檔編號A61B6/00GK101116109SQ200580030239
公開日2008年1月30日 申請日期2005年7月27日 優先權日2004年9月10日
發明者賈姆希德·德默思凱 申請人:醫學視像上市公司