[發明專利]超聲圖像中病變的檢測和分類

無效

• 申請號: 200580039892.5
• 申請日: 2005-10-20
• 公開（公告）號: CN101061513A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: J·羅;Z·霍;W·郝
• 申請（專利權）人: 伊斯曼柯達公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;A61B8/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉杰;陳景峻

技術領域

本發明涉及超聲圖像的數字圖像處理，更具體地涉及這類圖像中病變的檢測和分類。

背景技術

乳腺癌風險評估使得有機會設計監測計劃，此計劃包括增強對較高乳腺癌風險個人的普查。對乳房造影實質(mammographic?parenchymal)模式的計算機分析提供了這些模式的可能與乳腺癌風險相關的客觀和定量的特征和分類。基于只對乳房X線照片或者結合流行病學風險因素(例如年齡)分析的乳腺癌風險計算機評估可以替換現有的預測乳腺癌風險昂貴和/或信息相關的診斷方法。

乳房主要由兩部分組成：纖維腺組織和脂肪組織。乳房平均由50％的纖維腺組織和50％的脂肪組成。纖維腺組織是纖維連接組織和排列乳房導管的腺上皮細胞的混合物(軟組織)。

主要的乳房疾病從乳房的末端導管小葉單元開始發展，并且主要起因于排列導管的上皮細胞。然而，也可涉及纖維或連接組織。一些人認為惡性乳房疾病是通過上皮細胞增生開始即上皮細胞數量增加的過程而產生的。上皮細胞增生發展到非典型的增生，其中上皮細胞不僅數量增加而且這些細胞以非正常的方法變化。在目前階段認為此過程可逆。一旦達到某非典型標準水平，則可以診斷為原位癌，其中在導管外沒有惡性細胞進入。在目前階段認為惡性轉變過程不可逆。在發展的最后階段，癌細胞擺脫導管壁進入周圍的基質組織，在這里此病稱為浸潤(infiltrating)癌或侵襲性(invasive)癌。

多數(80％-85％)乳腺癌可視為乳房X線照片上的塊、一串微小鈣化、或者其組合。其它乳房造影畸變與塊和/或鈣化相比特征和發病率都較小，并包括皮膚或乳頭變化、腋窩畸變、不對稱密度和結構變形。

早期檢測到乳房癌會改進存活率。一些統計表明診斷為乳腺癌的婦女總的五年存活率為84％，但是如果在小的局部階段發現，則5年存活率為97％。至少一項研究表明使用普查乳房造影會減小檢測的病變尺寸和階段，改進對存活的預測。現在，乳房造影是早期檢測乳腺癌公認的成像技術。建議對超過40歲的婦女每年進行至少一次普查乳房造影。

美國專利6,282,305(Huo等人)涉及一種計算機評估乳腺癌風險的方法和系統，其中采集乳房的數字圖像并且從數字圖像中感興趣的區域提取至少一個特征。提取的特征與預定的模型比較，此預定的模型將提取特征的模式與從相應特征模式獲得的風險評估關聯，相應的特征模式與基于基因載體信息或臨床信息或者基因載體信息和臨床信息兩者的預定模型相關，并且輸出風險分類因子作為比較結果。從數字圖像中提取的優選特征包括1)基于所述感興趣區域中像素灰度級絕對值的一個或多個特征，2)基于所述感興趣區域中像素灰度級直方圖分析的一個或多個特征；3)基于所述感興趣區域中像素值傅立葉分析的一個或多個特征；和4)基于感興趣區域內像素灰度級中空間關系的一個或多個特征。

美國專利5,984,870(Giger等人)涉及一種分析解剖組織中存在的病變的方法，包括下面的步驟：(a)獲得從其中存在病變的解剖組織超聲圖像中導出的第一數字圖像數據；(b)確定病變相對于第一數字圖像的位置；(c)選取下面內容的至少一個進行特征提取分析：(1)病變邊緣上感興趣的區域，(2)包括病變的感興趣的區域和處于病變周圍附近的感興趣的區域，和(3)包括病變的感興趣的區域和處于病變邊緣的感興趣的區域；(d)從在所述選擇步驟選擇的每個感興趣區域中提取至少一個表征所述第一圖像數據中病變的第一特征；和(e)基于所提取的至少一個第一特征表征所述病變。

美國專利申請2003/0161513和2003/0125621描述了相似的系統，其分別采用了對超聲圖像中病變陰影和聲像圖(sonographic?image)徑向梯度指數(RGI)的分析。

用于檢測和診斷乳腺病變的計算機系統的困難在于分割病變區域與周圍組織。一些系統通過采用圖形用戶接口人工繪制病變而實現分割，例如美國專利5,984,870(Giger等人)。該手工步驟費力、妨礙全自動化，并且易于受到人為錯誤、不一致性和主觀性的影響。因為從不準確的病變輪廓計算的特征(例如美國專利5,984,870(Giger等人)教導的內容)對病變分類不準確，所以所引起的病變輪廓中的不準確性對隨后的計算機診斷產生負面影響。

因此，期望設計一種自動分割模塊以將計算機乳房造影分析系統制成流線型。