[發(fā)明專利]基于超聲的病理自動(dòng)化檢測、量化和追蹤的方法和系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210324276.6
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102973293A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K.A.帕特瓦德漢;D.M.米爾斯
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜甜;朱海煜

相關(guān)申請的交叉引用

該非臨時(shí)申請根據(jù)美國專利法§119(e)要求了2011年9月6日提交的美國臨時(shí)專利申請序列號61/531,165的優(yōu)選權(quán)，其通過引用而全部結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的實(shí)施例涉及超聲成像，并且更具體地涉及隨著時(shí)間推移的、肌肉骨骼病理的基于自動(dòng)化超聲的檢測、量化、和追蹤的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

關(guān)節(jié)炎是常見的致殘?jiān)颍绕涫窃诶夏耆巳褐校⑶以诿绹亲盥缘募膊≈弧Ｒ话愕兀?dāng)前的肌肉骨骼實(shí)踐很大程度上依靠訓(xùn)練有素的放射科醫(yī)生執(zhí)行并且分析感興趣解剖的圖像。遺憾地，該實(shí)踐在向患者提供醫(yī)護(hù)理方面導(dǎo)致額外的時(shí)間和成本。

當(dāng)前，在診斷關(guān)節(jié)炎方面使用類似計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)、磁共振(MR)成像、X射線等的成像技術(shù)。然而，類似X射線的模態(tài)需要使用解剖的2D投影并且未能畫出解剖底層3D結(jié)構(gòu)的精確圖畫。而且，類似CT和MR的其他成像方法相對昂貴并且對于某些群體的患者(例如，帶有起搏器的患者不能經(jīng)歷MR掃描)是禁忌。

超聲成像提供相對廉價(jià)的成像方法。超聲成像中的新發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致本領(lǐng)域當(dāng)前狀態(tài)的超聲裝置，其擁有滿意的高圖像分辨率和易用性。這些發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致臨床研究以及每日護(hù)理實(shí)踐點(diǎn)使用超聲增加。因此，使用超聲的風(fēng)濕病醫(yī)生的數(shù)量多年來一直在穩(wěn)步增加。此外，改進(jìn)的超聲技術(shù)已經(jīng)導(dǎo)致更高頻率的超聲探頭，其非常適合于對相對淺的解剖結(jié)構(gòu)成像(就肌肉骨骼成像的一般情況而言)。

盡管超聲有多種優(yōu)勢，制約超聲在護(hù)理點(diǎn)的使用的重要因素已成為這樣的事實(shí)：執(zhí)行超聲掃描需要有經(jīng)驗(yàn)和受訓(xùn)的臨床醫(yī)生。另外，使用2D超聲甚至在相對熟練的超聲醫(yī)師中導(dǎo)致主觀診斷。此外，可在類似骨侵蝕的肌肉骨骼病理的檢測中采用三維(3D)(體積)超聲。3D成像還允許量化特定肌肉骨骼病理的進(jìn)展，這在確定疾病階段和對應(yīng)的治療方面將是非常有價(jià)值的。

因此期望的是，設(shè)計(jì)和開發(fā)提供病理更快速且更準(zhǔn)確診斷和對類似肌肉骨骼病理的病理提供治療響應(yīng)的評估的專門的方法和系統(tǒng)。特別地，期望開發(fā)這樣的方法和系統(tǒng)，其允許帶有更大易用性、更短的學(xué)習(xí)周期、更快的檢查時(shí)間的病理的檢測、量化和/或追蹤、以及減少操作者依賴性。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本技術(shù)的方面，呈現(xiàn)用于檢測病情的自動(dòng)化方法。該方法包括識別一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集中的骨表面，其中該一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)集對應(yīng)于感興趣對象中的感興趣區(qū)。此外，該方法包括基于對應(yīng)的識別的骨表面分割對應(yīng)于該一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集的關(guān)節(jié)囊區(qū)。另外，該方法包括分析分割的關(guān)節(jié)囊區(qū)來識別病情。還呈現(xiàn)包括一個(gè)或多個(gè)有形介質(zhì)的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中該一個(gè)或多個(gè)有形介質(zhì)包括適于執(zhí)行用于檢測病情的自動(dòng)化方法的代碼。

根據(jù)本技術(shù)的方面，呈現(xiàn)用于檢測病情的自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括檢測平臺，其中該檢測平臺包括：骨表面識別模塊，其配置成識別一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集中的骨表面，其中該一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集對應(yīng)于感興趣對象中的感興趣區(qū)；關(guān)節(jié)囊分割模塊，其配置成基于對應(yīng)的識別的骨表面確定該一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集中的關(guān)節(jié)囊區(qū)；以及分析模塊，其配置成識別分割的關(guān)節(jié)囊區(qū)中的病情。

根據(jù)本技術(shù)的又一個(gè)方面，呈現(xiàn)成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括采集子系統(tǒng)，其配置成獲得對應(yīng)于感興趣對象中的感興趣區(qū)的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集。此外，該系統(tǒng)包括處理子系統(tǒng)，其與采集子系統(tǒng)操作關(guān)聯(lián)并且包括檢測平臺，其中該檢測平臺包括：骨表面識別模塊，其配置成識別一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集中的骨表面，其中該一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集對應(yīng)于感興趣對象中的感興趣區(qū)；關(guān)節(jié)囊分割模塊，其配置成基于對應(yīng)的識別的骨表面確定該一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集中的關(guān)節(jié)囊區(qū)；以及分析模塊，其配置成識別分割的關(guān)節(jié)囊區(qū)中的病情。

附圖說明

當(dāng)下列詳細(xì)描述參照附圖(其中類似的符號代表整個(gè)圖中類似的組件)閱讀時(shí)，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢將變得更好理解，在附圖中：

圖1是根據(jù)本技術(shù)的方面、用于超聲圖像中的病理的自動(dòng)化檢測、量化和追蹤的系統(tǒng)的示意圖示；

圖2是供在圖1的系統(tǒng)中使用的超聲成像系統(tǒng)的示意圖示；

圖3是根據(jù)本技術(shù)的方面、圖1的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖示；

圖4是根據(jù)本技術(shù)的方面、描繪用于超聲圖像中的病理的自動(dòng)化檢測、量化和追蹤的示范性方法的流程圖；

圖5是正常的骨關(guān)節(jié)的示意圖示；

圖6是根據(jù)本技術(shù)的方面、在圖4的方法中識別骨表面的步驟的示意圖示；

圖7是掌指(meta-carpophalangeal)關(guān)節(jié)的示意圖示；