專利名稱：計算機輔助診斷系統(tǒng)及方法
相關(guān)申請引用本申請為1995年12月28提交的序號08／579，802及1995年5月10日提交的序號08／438，432(允許的)共同未決原始申請的部分繼續(xù)申請。依次，序號08／579，802為1993年9月29日提交的原始申請序號08／129，255(放棄的)的繼續(xù)申請，而序號08／438，432則為其部分繼續(xù)申請。本申請?zhí)卮送ㄟ^引用將各所述原始申請的全部公開、附圖及權(quán)利要求結(jié)合在此如同在此。
背景技術(shù)：
與領(lǐng)域本發(fā)明涉及以認為協(xié)助諸如醫(yī)師等用戶判讀圖象及其它信息的方式顯示放射學(xué)圖象及其它信息。更具體地，本發(fā)明涉及從放射學(xué)圖象中檢測與識別異常的計算機輔助診斷(“CAD”)系統(tǒng)及方法，這些圖象能以傳統(tǒng)形式觀察，但結(jié)合觀察按照本發(fā)明通過對傳統(tǒng)地獲得的放射學(xué)圖象進行計算機處理發(fā)現(xiàn)的可疑的異常的位置與／或標識的加注釋路徑圖。加注釋的圖突出與／或標識可疑的異常來協(xié)助判讀者更好地確定傳統(tǒng)地獲得的放射學(xué)圖象中的異常的存在與／或意義及重要性。
己報告過利用包含專門化軟件與有可能專門化硬件的計算機系統(tǒng)檢測放射學(xué)圖象中的異常組合區(qū)。例如，在乳房X射線檢查領(lǐng)域中，代表性報告有Gager等人在X射線照相學(xué)1993年5月號，647-656頁中；Giger等人在SPIE學(xué)報，卷1445(1991)，101-103頁中；Doi等人在美國專利號4，907，156中；及Giger等人在美國專利號5，133，020中。同時見所述原始申請中的公開與陳述的先有技術(shù)。具體地，申請中檢測針骨狀或星狀損害的領(lǐng)域中。具體地，在使用會聚線檢測器作為主要異常特征檢測算法的乳房X射線照片中檢測針骨狀或星狀損害的領(lǐng)域中，代表性的報告有N．Karssemeijer在名為“數(shù)字乳房X射線檢查”的書中，A．G．Gale等人編輯，1994年Elsevier出版，211-219頁；以及Kegelmeyer等人在放射學(xué)卷191(1994)，331-337頁中。在使用閾值與凝塊核作為主要異常特征檢測算法檢測乳房X射線照片中的微鈣化凝塊的領(lǐng)域中，代表性報告有Nishikawa等人在醫(yī)學(xué)物理學(xué)卷20(1993)，1661-1666中；及Feig等人在北美臨床放射學(xué)卷33(1995)，1205-30頁中。同時見名為“快速檢測數(shù)字乳房X射線照片中的針骨狀損害的方法與裝置”的1996年7月10日提交的共同未決專利申請序號08／676，660及名為“在數(shù)字化醫(yī)學(xué)圖象中檢測異常中使用衰減的方法與系統(tǒng)”的1997年7月28日提交的序號08／901，541。這里通過引用將這兩項專利申請及本專利說明書中所陳述的其它參考材料的每一個結(jié)合在此，如同這里全文陳述一樣。這些系統(tǒng)通常稱作計算機輔助診斷(“CAD”)系統(tǒng)，并認為在診斷過程特別在X射線熒光屏檢查過程中對放射學(xué)家特別有用。
在諸如X射線熒光屏乳房檢查等X射線熒光屏檢查過程中，患者通常是無癥狀的，而真正的異常(如癌)據(jù)說出現(xiàn)在每一百例體檢一例的典型檢出率上。當大多數(shù)為陰性時判讀乳房X射線照片可能是乏味的任務(wù)，有可能難于保持經(jīng)常的高度注意力。有可能漏診或誤診某些可檢出的異常，這能導(dǎo)致延誤或更高代價的治療，甚至能導(dǎo)致患者縮短壽命或存活機會。按照JAMA 1993年5月26日期刊2616-2617頁上的文章，乳房X射線照片中的誤診可在15至63％的范圍內(nèi)。如同字處理器中的拼法檢查程序，作為電子提示器或第二判讀者工作的CAD系統(tǒng)能協(xié)助放射學(xué)家達到較高異常檢出率(較高靈敏度)或降低誤診率(降低偽陰性率)。
申請人理解使用CAD乳房X射線術(shù)系統(tǒng)的當前過程的進程如下。醫(yī)師觀察放射學(xué)圖象，得出初步診斷判斷，然后觀察顯示在CAD系統(tǒng)上的分開的第二圖象。這一第二圖象標注有CAD系統(tǒng)通過計算機分辨該常規(guī)獲得的放射學(xué)圖象的數(shù)字化版本而檢測到的異常的局部化標識。重新檢驗對應(yīng)于顯示在CAD系統(tǒng)上的檢測到的異常的位置的放射學(xué)圖象區(qū)之后，醫(yī)師作出最后確診。最后確診可與初步確定相同或不同，這取決于醫(yī)師認為CAD系統(tǒng)提供的附加診斷信息是否重要，如果是，取決于醫(yī)師認為它的重要性。最后確診之后，也許取決于惡性的懷疑程序，醫(yī)師可建議進一步采取的行動，這可能不包含進一步行動或進一步跟蹤檢查或活體檢查。
在上述對比文件中所描述的使用CAD系統(tǒng)檢測放射學(xué)圖象中的異常組合特征的過程中，患者的放射學(xué)膠片圖象是通過膠片數(shù)字化器生成照這樣輸入到系統(tǒng)中的數(shù)字化圖象而加以處理的。然后用帶有用于異常組織特征檢測的專門化軟件與也許還有專門化硬件的數(shù)字圖象處理計算機分析該數(shù)字化圖象。如果檢測到異常，便在專門TV監(jiān)視器上顯示帶有放置在檢測到的異常周圍或附近的標記的加注釋的放射學(xué)圖象。這一TV監(jiān)視器通常具有大尺寸(通常12英寸或更大屏幕對角線)及高空間分辨率(通常大于1000×1000象素)。由于大尺寸及高空間分辨率，通常將TV監(jiān)視器放置在距膠片一定距離處。通常監(jiān)視器在中心距傳統(tǒng)膠片照明箱上的膠片中心12英寸以上。此外，這一專用TV監(jiān)視器通常亮度低且成本高。
雖然上述CAD系統(tǒng)能向醫(yī)師指出CAD檢測到的異常，認為它所采用的用高分辨率TV監(jiān)視器的顯示方法具有一定缺點，使得使用它的過程不方便與低效。高分辨率TV監(jiān)視器價格昂貴，其空間分辨率雖然對監(jiān)視器而言是高的，但仍大大低于原始X射線膠片，并且其亮度與動態(tài)范圍也比在燈箱上觀察的X射線膠片低得多。因此，認為醫(yī)師不能只依靠顯示在TV監(jiān)視器上的圖象作出診斷，而通常會反復(fù)地回到傳統(tǒng)的膠片照明箱去觀察原始膠片圖象。這能導(dǎo)致?lián)p失寶貴的時間并且能至少由于兩個圖象的不同亮度級及空間分辨率級而感到不舒服。此外，由于醫(yī)師必須在兩個不同的顯示圖象之間來回穿梭而認為能產(chǎn)生診斷錯誤。即使在檢測到潛在的真實異常(癌)并由CAD系統(tǒng)向醫(yī)師指出時，由于觀察兩個如此不同特征的圖象而引起的疲勞與眼睛不舒服及其它后果仍可能導(dǎo)致醫(yī)師漏失原始X射線膠片上的對應(yīng)區(qū)的嚴重性并不能注意或理解檢測到的異常的異常特征而決定放過檢測到的異常。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的為提供X射線放射學(xué)圖象與來自該X射線圖象的CAD檢測到的異常的改進的組合顯示。更特定的目的為向CAD用戶提供CAD檢測到的異常周圍的區(qū)域的進一步處理過、加注釋及增強的圖片，其目的為強調(diào)這些檢測出的異常的異常圖象特征以便用戶(醫(yī)師)能更好地確定放射學(xué)圖象中這些檢測出的異常的異常類型與程度。
另一個目的為在觀察X射線膠片期間在如此靠近X射線膠片的小型TV監(jiān)視器上呈現(xiàn)CAD檢測到的異常周圍區(qū)域的進一步處理過的圖象，而減少由于交替地觀察兩個不同的圖象引起的眼睛與其它不舒服。本發(fā)明的另一目的為在包含該放射學(xué)圖象的印刷的同一照相膠片上印刷CAD檢測到的異常周圍區(qū)域的注釋的路線圖與／或進一步處理過的圖片。
在本發(fā)明的示范與非限制性第一實施例中，在位于緊靠正在燈箱上觀察的放射學(xué)膠片的小型TV監(jiān)視器上呈現(xiàn)CAD從放射學(xué)膠片檢出的異常周圍區(qū)域的進一步處理過的圖象。這一進一步處理過的圖象的顯示與小型化的加注釋的路線圖的顯示共用(如撥轉(zhuǎn)開關(guān))小型TV監(jiān)視器。在CAD用戶，如使用撥轉(zhuǎn)開關(guān)的醫(yī)師，的要求下，在小型TV監(jiān)視器上交替地顯示小型化加注釋的路線象與CAD檢出的異常周圍區(qū)域的進一步處理過的圖片。
在本發(fā)明的另一示范與非限制性第二實施例中，小型化的加注釋的路線象呈現(xiàn)在小型TV監(jiān)視器上而CAD從放射學(xué)膠片檢出的異常周圍區(qū)域的進一步處理過的圖片則呈現(xiàn)在第二與分開的小型TV監(jiān)視器上，兩者都位于緊靠正在燈箱上觀察的放射學(xué)膠片附近。
在已通過數(shù)字裝置獲得并從而初始就在數(shù)字格式的放射學(xué)圖象的情況中，通常將最終圖象印在照相膠片上供以后在燈箱上觀察。在本發(fā)明的示范與非限制性第三實施例中，將小型化的加注釋的路徑圖與CAD從放射學(xué)膠片檢出的異常周圍區(qū)域的進一步處理過的圖象兩者印在包含X射線學(xué)圖象的印刷的同一張放射學(xué)膠片上。
在本發(fā)明的示范與非限制性第四實施例中，特別簡單地數(shù)字X射線照相術(shù)系統(tǒng)包括CAD系統(tǒng)及模擬采集系統(tǒng)。
在本發(fā)明的示范與非限制性第五實施例中，利用CAD系統(tǒng)來確定如何將相對地寬度的數(shù)字地獲得的圖象顯示在諸如具有較窄寬度(latitude)的膠片等顯示介質(zhì)上。
附圖的簡要說明

圖1為示出按照本發(fā)明的第一實施例的CAD系統(tǒng)及其輸出顯示的框圖。
圖2為示出按照本發(fā)明的第二實施例的CAD系統(tǒng)及其輸出顯示的框圖。
圖3為示出按照本發(fā)明的第三實施例的CAD系統(tǒng)及輸出顯示的第一方法的框圖。
圖4為示出按照本發(fā)明的第三實施例的CAD系統(tǒng)及輸出顯示的第二方法的框圖。
圖5為示出按照本發(fā)明的第四實施例的CAD系統(tǒng)及輸出顯示的框圖。
圖6示出按照本發(fā)明的第五實施例的顯示輸出。
詳細描述參見圖1，按照本發(fā)明的第一實施例的較佳但非限制性實施例生成CAD檢出的異常的加注釋的路線圖及CAD從放射學(xué)膠片檢出的異常周圍區(qū)域的進一步處理過的圖象。加注釋的路線圖及進一步處理過的圖象是顯示在位于緊靠正在燈箱上觀察的放射學(xué)膠片附近的小型TV監(jiān)視器上的。在本例中，放射學(xué)膠片是乳房X射線膠片的形式的，它是用傳統(tǒng)乳房膠片一熒光屏成象系統(tǒng)獲得的。在膠片邊上印有患者信息標簽12的原始二維乳房X射線膠片10被傳送通過CAD(計算機輔助診斷)系統(tǒng)20(諸如在這里通過引用結(jié)合的所述美國專利申請中公開的)的膠片數(shù)字化器30以獲取數(shù)字化的二維乳房圖象40。最好，膠片數(shù)字化器30是激光膠片數(shù)字化器或基于高性能CCD的膠片數(shù)字化器并應(yīng)具有與原始乳房X射線膠片相當?shù)膭討B(tài)范圍及空間分辨率，后者通常具有10，000∶1的動態(tài)范圍及大約每一象素50微米(或8英寸×10英寸膠片大約4000×5000象素)。此時將原始乳房X射線圖象10本體輸入到CAD系統(tǒng)來標識數(shù)字化的乳房X射線圖象40并從而標識原始膠片10。這一點上的有用選擇是自動輸入這一原始乳房X射線圖象10的本體到CAD機中。這能用靠近印刷在膠片邊上的患者信息標簽12的諸如條碼等代碼來標記乳房X射線膠片10，或通過將條碼加入到患者信息標簽12中，然后隨著將乳房X射線膠片10饋送到膠片數(shù)字化器30而用選用的ID條碼閱讀器15將標簽讀入CAD系統(tǒng)20中來完成。
然后將數(shù)字化乳房X射線圖象40送到CAD系統(tǒng)或CAD機20的異常特征檢測級50。來自異常特征檢測級50的性質(zhì)陽性或陰性的發(fā)現(xiàn)結(jié)果是以存在于原始膠片圖象10中的CAD檢出的異常56與57(在本示例性實例中)的位置與類型的二維注釋圖55或x-y坐標信息的形式表示的。為了示例的目的，令異常56為針骨狀損害并令其在帶注釋的圖上的位置用星形標記加以標記。令異常57為微形鈣化凝塊并令其在加注釋的圖上用三角形標記加以標記。從而這些標記不僅標識檢出的位置還標識在這一級上識別出的可疑異常的檢測出的性質(zhì)?？蓪⒓幼⑨尩膱D55縮小到與數(shù)字化圖象40的子樣本圖相同的大小，例如大小為512×512象素及8位灰度級，而兩個互相對齊的重疊圖象形成小型的加注釋的路線象58。通過進一步圖象處理對應(yīng)于CAD檢出的異常56與57的數(shù)字化圖象40中的區(qū)域，生成中心分別在CAD檢出的異常56與57周圍的增強的圖象片66與67，例如大小為512×512象素及8位灰度級。將CAD生成的注釋圖55、小型化加注釋的路線象58、增強的圖片66與67連同數(shù)字化圖象40及其對應(yīng)的標識一起存儲在選用的存儲器單元70中供以后使用。
將注釋路線圖58與增強的圖片66與67傳送給系統(tǒng)的輸出顯示部件用于顯示。CAD系統(tǒng)的輸出顯示部件可以是整個CAD系統(tǒng)的一部分，在這一情況中數(shù)據(jù)傳送是通過專用屏蔽電纜進行的?；蛘咻敵鲲@示部件可以是獨立的系統(tǒng)，在這一情況中可在單元上增加附加的數(shù)據(jù)存儲器來存儲傳送的中間數(shù)據(jù)而數(shù)據(jù)傳送可通過專用屏蔽電纜或安裝該設(shè)備的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。
向醫(yī)師指出與強調(diào)CAD檢出的異常的異常特征是重要的，因為認為醫(yī)師即使看清了小型路線圖58上CAD檢出的異常的位置之后，有可能不能注意到或理解原始X射線膠片上這些異常特征。通過向醫(yī)師指出及進一步強調(diào)這些異常特征，相信醫(yī)師會在更好程度上來理解這些CAD檢出的異常的異常程度。在檢測異常的異常特征檢測級50中所用的主要異常特征檢測算法可用來進一步強調(diào)CAD檢出的異常的異常特征。例如，在異常56的情況中，用來檢測針骨狀損害的主要異常特征可以是一組會聚線。由于在損害周圍存在會聚線提高了癌癥的概率，認為如果使會聚線更令人注目，醫(yī)師便較少機會忽視這一損害。因此，可增強針骨狀損害周圍的這一組會聚線的反差與邊沿而形成圖片66。例如，引用的Karssemeijer文章的圖3(B)示出一組指向可疑的針骨狀損害的中心的檢出的象素。將這些檢出的象素疊加在圖象上能形成圖片66。在異常57的情況中，用來檢測微形鈣化凝塊的主要異常特征可以是三或多個高反差點的小群集。可增強這些高反差點的小群集的亮度來形成圖片67。這些亮點的小群集的形成對醫(yī)師可能具有極大興趣。因為對于線性或分支形成癌癥的概率更高。因此，為了協(xié)助醫(yī)師更清楚地看見在圖片67中的這些亮點的形成，應(yīng)將高反差點的這一小群集的尺寸放大例如兩倍。以這一方式，相信CAD用戶，醫(yī)師，在看見這些檢出的異常的增強的異常圖象特征并重新檢驗原始X射線圖象之后，便能更好地理解X射線圖象上這些檢出的異常的異常程度。
圖1中還示出由通常稱作燈箱100的傳統(tǒng)膠片照明器與按照本發(fā)明的第一實施例的小型TV監(jiān)視器200構(gòu)成的CAD輸出顯示器的示圖。在這一示范實施例中，通過操作撥轉(zhuǎn)開關(guān)90在位于緊靠原始膠片10附近的小型TV監(jiān)視器200上一次顯示一個圖象交替地或順序地顯示作為圖象300x的小型化注釋路線圖58及增強的圖片66與67(其中x=a、b與c)。分別地，圖象300a表示小型化注釋路線圖58，圖象300b表示CAD檢出針骨狀損害周圍的增強的圖片66，而圖300c表示CAD檢出的微型鈣化凝塊周圍的圖片67。如果檢出更多的異常，則會有圖象300d、300e等反復(fù)通過小型TV監(jiān)視器。
在本發(fā)明的這一實施例中的小型TV監(jiān)視器200的顯示屏的尺寸為原始膠片10的尺寸的1／4至1／2的數(shù)量級。此外，小型TV監(jiān)視器200實際上應(yīng)盡可能靠近顯示原始膠片10的燈箱100。最好小型TV監(jiān)視器200的中心應(yīng)距傳統(tǒng)膠片照明燈箱100上的原始膠片10的中心小于12英寸。如圖1所示，安裝小型TV監(jiān)視器200的最佳位置是正好在顯示原始圖象10的燈箱100下方。在各TV監(jiān)視器上顯示一對圖象也是方便的，由于諸如左與右胸的乳房X射線圖等一對原始乳房X射線膠片10通常一起顯示并一個接一個地觀察。以這一方式，醫(yī)師仍必須在膠片照明器100上的原始放射學(xué)膠片圖象10與顯示在小型TV監(jiān)視器200上的圖象300x之間最小地來回移動其眼睛。小型TV監(jiān)視器200的空間分辨率可在500條TV線或與NTSC或PAL相當?shù)姆秶鷥?nèi)。小型TV監(jiān)視器200的亮度級應(yīng)類似于透射通過原始膠片10的平均亮度，以便觀察者不受亮度變化的困擾。在熒光屏情況中使用CAD系統(tǒng)作為第二判讀者中，有時觀察者希望能用開關(guān)90容易地撥轉(zhuǎn)開關(guān)小型TV監(jiān)視器200上的顯示。
圖2在許多方面類似于圖1，并類似的標記服務(wù)于類似功能的部件，因此不再詳細描述。圖2示出按照本發(fā)明的第二實施例的包括一個傳統(tǒng)膠片照明器100及在本例中兩個小型TV監(jiān)視器200與250的CAD輸出顯示。在本示范實施例中，在位于緊靠原始膠片10附近的第一小型TV監(jiān)視器200上作為小型化加注釋路線象300a提供加注釋的信息58。通過操作撥轉(zhuǎn)開關(guān)90在位于緊靠第一小型TV監(jiān)視器200及緊靠原始膠片10附近的第二小型TV監(jiān)視器250上作為圖象300b與300c交替地或順序地提供增強的圖片66與67。有時希望使用兩或更多小型TV監(jiān)視器來替代監(jiān)視器250顯示進一步處理過的圖片66與67使得各檢出的異常同時顯示在獨立的小型TV監(jiān)視器上。可將小型TV監(jiān)視器200與250放在相對于燈箱100的其它位置上，例如在燈箱100邊上或上方。
參見圖3，按照本發(fā)明的第三實施例的較佳但非限制性實施例接收己在數(shù)字格式中的放射學(xué)圖象，用CAD系統(tǒng)檢測這些放射學(xué)圖象上的異常，并連同照相膠片上的CAD結(jié)果一起印出這些放射學(xué)圖象。再一次與圖1及2中相同標記的部件服務(wù)于類似功能，并從而不再詳細描述它們。諸如磁共振成象(“MRI”)系統(tǒng)、計算X射線斷層術(shù)(“CT”)系統(tǒng)、超聲波成象系統(tǒng)、閃爍照相機、計算X射線照相(“CR”)系統(tǒng)(諸如基于模擬發(fā)射熒光檢測器的Fuji的CR系統(tǒng))及最近報告的數(shù)字X射線照相術(shù)及數(shù)字乳房X射線照相系統(tǒng)(例如見早先引用的Feig文章；使用CCD或非晶硅陣列檢測器)等數(shù)字成象系統(tǒng)提供數(shù)字格式的放射學(xué)圖象。在本例中，用數(shù)字乳房X射線照相系統(tǒng)獲得的是數(shù)字乳房X射線照片形式的放射圖象。將這一已具有適當編碼的標識與患者信息12的乳房X射線照片14重新格式化數(shù)字化乳房X射線照相圖象40并將其送過CAD機20的異常特征檢測級50。如果已為CAD機20適當?shù)馗袷交畔ⅲ瑒t將其重新格式化。在本例中不需要第一與第二實施例中對模擬乳房X射線照片使用的初始膠片數(shù)字化步驟。如同在第一與第二實施例中，來自異常特征檢測級50的陽性或陰性的發(fā)現(xiàn)或結(jié)果是在來自原始膠片圖象10的CAD檢出的異常56與57的位置與類型的二維注釋圖55或x-y坐標信息的格式中。為了示例目的，令異常56為針骨狀損害并令其在加注釋的圖上的位置用星形標記標出。令異常57為微形鈣化凝塊并令其在加注釋的圖上的位置用三角形標記標出。可將注釋圖55縮小到數(shù)字化圖象40的二次抽樣圖象相同大小，例如大小為512×512象素及8位灰度級，而互相對齊的兩相疊加的圖象構(gòu)成小型化的加注釋的路線象58。通過進一步圖象處理數(shù)字化圖象40中對應(yīng)于CAD檢出的異常56與57的區(qū)域生成中心分別在CAD檢出的異常56與57周圍的增強的圖片66與67，例如大小為512×512象素及8位灰度級。可以將CAD生成的注釋圖55、小型化加注釋路線象58、增強的圖片66與67、連用數(shù)字化圖象40及其對應(yīng)標識存儲在選用的存儲器單元70中供以后使用。
將注釋路線圖58及增強的圖片66與67傳送給系統(tǒng)的輸出顯示部件供顯示。存在著若干顯示CAD結(jié)果及數(shù)字地獲得的乳房X射線照片的方法。由于數(shù)字系統(tǒng)在采集時不產(chǎn)生膠片，第一種方法是通過使用高分辨率TV監(jiān)視器400的完全無膠片顯示。分辨率至少應(yīng)是1000×1000象素。這一方法中將注釋路線圖58、增強圖片66與67、及數(shù)字乳房X射線照片40作為組合數(shù)字圖象450全部顯示在同一TV監(jiān)視器上，如圖3中所示。注釋路線圖58及增強的圖片66與67示出為放在組合數(shù)字圖象450的同邊上。注釋路線圖58也可顯示成將其重疊在數(shù)字乳房X射線照片40上面?？梢苑磸?fù)(未示出開關(guān))打開可關(guān)掉這種重疊以便無障礙地檢驗數(shù)字乳房X射線照片40。也能將增強圖片66與67反復(fù)(未示出開關(guān))打開或關(guān)掉。
圖4中所示的其中相同的參照數(shù)字具有與較早的圖中相同的意義的第二種方法產(chǎn)生數(shù)字乳房X射線照片40、小型化注釋圖58及增強圖片66與67全部在同一張膠片500上的照相膠片印張。印出的膠片500是在燈箱550上觀察的。由于當前醫(yī)師通常更習(xí)慣于照相膠片，它比高分辨率TV監(jiān)視器傳遞帶有高得多的分辨率與灰度級的信息，第二種顯示方法比第一種顯示方法更受歡迎。在圖4中將注釋路線圖58與增強圖片66與67示出為放在與患者信息標簽12相同的印出膠片的同一邊上?？捎酶叻直媛始す饽z片打印機580制作通常具有4000×5000象素的分辨率的照相膠片印張。這種4000×5000象素高分辨率激光膠片打印機是可以作為商品購得的，對于8英寸×10英寸大小的膠片為每象素40微米的分辨率而對于14英寸×17英寸大小的膠片為每象素100微米。有時只希望將小型化的注釋路線圖58印在印刷膠片500的邊上。
諸如在來自磁共振成象(“MRI”)、計算X射線斷層術(shù)(“CT”)、數(shù)字熒光照相術(shù)(“DF”)及計算X射線照相術(shù)(“CR”)的圖象情況中，有時將數(shù)字放射學(xué)圖象印在4000×5000象素膠片上供以后在燈箱上觀察。由于MRI圖象通常格式化成256×256象素，CT圖象成512×512象素，DF圖象成1024×1024象素而CR圖象成2048×2048象素，可將來自MRI或CT或CR方式的許多圖象作為小片印在一張4000×5000象素照相膠片上的陣列中，因此，來自這些圖象的CAD結(jié)果可印成一或若干圖片。使用CAD時的進一步求精為減少提供給醫(yī)師的圖象數(shù)目，例如不將CAD系統(tǒng)未在上面發(fā)現(xiàn)可疑異常的放射學(xué)圖象提供給醫(yī)師，或不提供由另一專業(yè)人員提出第二意見或檢查的這些放射學(xué)圖象。
雖然已經(jīng)針對包含單張膠片的較佳結(jié)構(gòu)描述了上面討論的實施例，熟悉本技術(shù)的人員應(yīng)清楚本發(fā)明適用于觀察多膠片觀察臺或替換器(具有預(yù)加載的膠片與傳送帶的多重觀察器)上的多張膠片，以便同時或不同時觀察若干X射線膠片10或印刷膠片500，它們帶有或不帶有各自的注釋圖58及增強圖片66與67。
圖5示出按照本發(fā)明的第四實施例的特別高效的數(shù)字X射線照相系統(tǒng)。再一次相同的參照數(shù)字具有與前面的圖中相同的含義。圖5的系統(tǒng)包括模擬膠片-屏幕采集系統(tǒng)及類似于第三實施例的CAD系統(tǒng)。在本例中，放射學(xué)圖象是低對比度及寬曝光范圍乳房X射線膠片600的形式的。這一實施例與第三實施例的不同之處在于數(shù)字化圖象40的源。本例中的采集系統(tǒng)為廉價的傳統(tǒng)乳房X射線照片增光屏盒620。這一屏幕盒620與典型的當前數(shù)字乳房X射線系統(tǒng)之間的價格比為若干數(shù)量級，例如大約1000倍。用在本發(fā)明的這一實施例中的標準熒光屏膠片采集與曝光技術(shù)與傳統(tǒng)的乳房X射線系統(tǒng)(未示出)不改變。通過將乳房X射線膠片600的對比梯度G例如從大約3．0降低到大約2．0至1．5，得出具有曝光范圍大5至25的因子的膠片。即，曝光范圍從大約25擴大到大約125至630。對比梯度G通常定義為H與D[或膠片特征]曲線的斜率，其中相對于X射線曝光[或光線曝光，X軸]的對數(shù)(底10)畫出光密度[或膠片透射的倒數(shù)的對數(shù)(底10)，y軸]。由于低反差，醫(yī)師不能期望在這種低反差與寬曝光范圍的乳房X射線圖600上作出診斷。然而，可通過膠片數(shù)字化器30數(shù)字化這一乳房X射線膠片600并將其重新格式化成數(shù)字化圖象40，并能將其通過CAD異常特征檢測級50。將寬曝光范圍圖象600饋送通過高分辨率膠片打印機580及作為傳統(tǒng)高反差乳房X射線照片650印出。也將其相應(yīng)的加注釋路線圖58及增強圖片66與67印在乳房X射線650邊上。醫(yī)師和在第三實施例中一樣最終在燈箱550上判讀乳房X射線照片。利用小型化路線圖58作為向?qū)?，醫(yī)師重新檢驗乳房X射線照片650，確定CAD檢出的異常中任何一個是否需要采取進一步行動。增強圖片66與67通過強調(diào)CAD檢出的異常的異常特征向醫(yī)師提供進一步信息。有時希望只將小型化注釋路線圖58印在乳房X射線照片650的邊上。
圖6示出按照本發(fā)明的第五實施例的CAD系統(tǒng)如何能用于確定應(yīng)將多大寬度的曝光范圍數(shù)字地獲得的圖象顯示在具有較窄曝光范圍的顯示介質(zhì)上。數(shù)字成象中的主要問題之一為如何顯示數(shù)字獲得的圖象中所包含的全部信息。通常，按照Feig等人在北美放射學(xué)臨床學(xué)卷33(1995)1205-30頁中及其它來源，數(shù)字地獲得的圖象的寬度的曝光范圍(最高信號區(qū)對最低信號區(qū)的曝光比)具有100到1000以上的數(shù)量級，這是大大地寬于顯示介質(zhì)的。作為比較，如果要在照相膠片上顯示X射線照片，寬度的曝光范圍(最高信號區(qū)對顯示梯度有意義的最低信號區(qū)上的曝光比)具有25的數(shù)量級而TV監(jiān)視器的寬度的曝光范圍則小于10。如圖6中所示，使用CAD系統(tǒng)20將格式化成例如使其輸出信號(帶有1000以上的曝光范圍)的對數(shù)編碼成12位(4096個灰度級)的寬曝光范圍數(shù)字地獲得的圖象800的顯示引導(dǎo)到兩種不同的顯示介質(zhì)。在本例中，CAD系統(tǒng)確定應(yīng)如何將數(shù)字地獲得的寬曝光范圍X射線照片800印在照相膠片830上(具有例如25的顯示曝光范圍)及顯示在高分辨率TV或計算機監(jiān)視860上(例如具有顯示曝光范圍10)。如圖6中所示，這是通過將顯示介質(zhì)(照相膠片830或監(jiān)視器860)的顯示曝光范圍中心定位在寬曝光范圍數(shù)字地獲得的圖象800上的890上標識的CAD檢出的異常區(qū)附近而完成的。這便是，在優(yōu)化反差梯度(如G=3．0)上只提供CAD檢出的異常890附近，例如相對曝光30附近的范圍，例如相對曝光10至100，而在CAD檢出的異常890的曝光范圍以上或以下的其它圖象內(nèi)容則在顯示曝光范圍上加以壓縮并以降低的反差梯度顯示在膠片830與／或監(jiān)視器860上。
雖然已通過較佳結(jié)構(gòu)、方法及過程描述了本發(fā)明，對于熟悉本技術(shù)的人員顯而易見可以脫離本發(fā)明作出各種替換與修改，并且意在將這些修改與替換認為是包含在所附權(quán)利要求書所定義的發(fā)明精神與范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種方法，包括下述步驟將膠片乳房X射線照片轉(zhuǎn)換成數(shù)字乳房X射線照片；用計算機處理該數(shù)字乳房X射線照片來用類型與位置標識可疑的針骨狀損害及微型鈣化凝塊類型的異常；生成包含標識在處理步驟中識別出的異常的類型與位置的符號的加注釋的數(shù)字圖；在燈箱上顯示膠片乳房X射線照片供觀察；以及同時與膠片乳房射線照片鄰接及基本上在同一觀察距離上的電子監(jiān)視器上顯示加注釋的數(shù)字圖供觀察。
2．權(quán)利要求1中的方法，其中生成加注釋的數(shù)字圖的步驟包括生成包含符號并示出膠片乳房X射線照片上的成象區(qū)的第一圖，及包含所述異常之一的強調(diào)的形式并示出較小的區(qū)域的第二圖。
3．權(quán)利要求2的方法，其中該生成步驟包括放大第二圖中的強調(diào)的異常。
4．權(quán)利要求2的方法，其中該生成加注釋的數(shù)字圖的步驟還包括生成包含另一個所述異常并且也顯示較小的區(qū)域的第三圖。
5．權(quán)利要求4中的方法，包含撥轉(zhuǎn)開關(guān)所述第一圖與第二圖供交替顯示在所述電子監(jiān)視器上的步驟。
6．權(quán)利要求4中的方法，包含同時顯示所述第一圖及所述第二圖與第三圖中至少一個的步驟。
7．一種方法，包括下述步驟生成數(shù)字乳房X射線照片；用計算機處理數(shù)字乳房X射線照片來用類型與位置標識可疑的針骨狀損害及微型鈣化凝塊型異常；生成包括標識在處理步驟中識別的異常的類型與位置的符號的加注釋的數(shù)字圖；在激光膠片打印機上印出數(shù)字乳房X射線照片及加注釋的數(shù)字圖以生成在其邊沿區(qū)上帶有所述加注釋圖的膠片乳房X射線照片；以及在燈箱上顯示包含其所述邊沿區(qū)的膠片乳房X射線乳房照片供觀察。
8．權(quán)利要求7中的方法，其中生成加注釋的數(shù)字圖的步驟包括生成包含這些符號并以縮小格式示出整個乳房X射線照片區(qū)的第一圖，及包含所述異常之一的強調(diào)形式并示出較小區(qū)域的第二圖。
9．權(quán)利要求8中的方法，其中該生成步驟包括放大第二圖中的強調(diào)的異常。
10．權(quán)利要求8中的方法，其中生成加注釋的數(shù)字圖的步驟還包括生成包含另一所述異常并且也示出較小的區(qū)域的第三圖。
11．權(quán)利要求10中的方法，其中打印步驟包括在典型胸部圖象外面、所述膠片的右邊上打印所述第一、第二與第三圖。
12．一種方法，包括下述步驟使用乳房X射線照相增光屏盒生成低反差、寬曝光范圍膠片乳房X射線照片；將低反差、寬曝光范圍膠片乳房X射線照片轉(zhuǎn)換成數(shù)字乳房X射線照片；用計算機處理該數(shù)字乳房X射線照片來用類型與位置標識可疑的針骨狀損害與微型鈣化凝塊型異常；生成包含標識在處理步驟中識別的異常的類型與位置的符號的加注釋的數(shù)字圖；在激光膠片打印機上印出數(shù)字乳房X射線照片及加注釋的數(shù)字圖以生成在其邊沿區(qū)上帶有所述加注釋的圖的觀察的膠片乳房X射線照片；以及在燈箱上顯示包含其所述邊沿區(qū)在內(nèi)的觀察的膠片乳房X射線照片供觀察。
13．權(quán)利要求12中的方法，其中生成加注釋的數(shù)字圖的步驟包括生成包含符號及示出成像在低反差、高曝光范圍膠片乳房X射線照片上的區(qū)域的第一圖，及包含所述異常之一及示出較小區(qū)域的第二圖。
14．權(quán)利要求13中的方法，其中該生成步驟包括強調(diào)第二圖中的異常。
15．權(quán)利要求13中的方法，其中生成加注釋的數(shù)字圖的步驟還包括生成包含另一所述異常及也示出較小區(qū)域的第三圖。
16．一種方法，包括下述步驟利用醫(yī)學(xué)成象方式獲取具有相對地寬的曝光范圍的寬曝光范圍數(shù)字圖象；用計算機處理該數(shù)字圖象來識別其中的可疑異常；找出包含這些異常中至少一個的曝光范圍的相對地窄的曝光范圍；在不能顯示所述相對地寬的曝光范圍的顯示設(shè)備上顯示符合所述相對地窄的曝光范圍的所述圖象的窄曝光范圍版本。
17．權(quán)利要求16中的方法，其中所述顯示步驟包括在照相膠片上印出所述窄曝光范圍圖象供觀察。
18．權(quán)利要求16中的方法，其中所述顯示步驟包括在電子監(jiān)視器上顯示所述窄曝光范圍圖象供觀察。
19．一種系統(tǒng)，包括膠片乳房X射線照片源；將膠片乳房X射線照片轉(zhuǎn)換成數(shù)字乳房X射線照片的膠片閱讀器數(shù)字化器；處理數(shù)字乳房X射線照片來用類型與位置標識可疑的針骨狀損害與微型鈣化凝塊型異常及生成包含標識這些異常的類型與位置的符號的加注釋的數(shù)字圖的可編程的計算機；顯示膠片乳房X射線照片供觀察的燈箱；以及耦合在所述編程的計算機上與膠片乳房X射線照片鄰接及基本上同一觀察距離上同時顯示加注釋的數(shù)字圖供觀察的電子監(jiān)視器。
20．權(quán)利要求19中的系統(tǒng)，其中該加注釋的數(shù)字圖包括包含符號并示出膠片乳房X射線照片上的成象區(qū)的第一圖，及包含所述異常之一及示出較小的區(qū)的第二圖。
21．權(quán)利要求20中的系統(tǒng)，其中該加注釋的數(shù)字圖還包括包含另一所述異常的放大版本及也示出較小的區(qū)的第三圖。
22．權(quán)利要求19中的系統(tǒng)，其中所述源包括乳房X射線照相單元。
23．一種系統(tǒng)，包括生成數(shù)字乳房X射線照片的數(shù)字乳房X射線照相單元；處理該數(shù)字乳房X射線照片以便用類型與位置標識可疑的針骨狀損害與微型鈣化凝塊型異常及生成包括標識這些異常的類型與位置的符號的加注釋的數(shù)字圖的編程的計算機；耦合在數(shù)字計算機上印出數(shù)字乳房X射線照片與加注釋的數(shù)字圖以便生成在其邊沿區(qū)上帶有所述加注釋的圖的膠片乳房X射線照片的打印機；以及顯示包含其所述邊沿區(qū)在內(nèi)的膠片乳房X射線照片供觀察的燈箱。
24．一種系統(tǒng)，包括生成低反差、寬曝光范圍膠片乳房X射線照片的增光屏盒乳房X射線照相單元；將該低反差、寬曝光范圍膠片乳房X射線照片轉(zhuǎn)換成數(shù)字乳房X射線照片的膠片閱讀器／數(shù)字化器；處理該數(shù)字乳房X射線照片來用類型與位置標識可疑的針骨狀損害與微型鈣化凝塊型異常及生成包括標識這些異常的類型與位置的符號的加注釋數(shù)字圖的計算機；耦合在所述計算機上印出數(shù)字乳房X射線照片與加注釋的數(shù)字圖以便生成在其邊沿區(qū)上帶有所述加注釋的圖的觀察的膠片乳房X射線照片的打印機；以及顯示包含其所述邊沿區(qū)在內(nèi)的觀察的膠片乳房X射線照片供觀察的燈箱。
25．一種系統(tǒng)，包括獲取具有相對地寬的曝光范圍的寬曝光范圍數(shù)字圖象的醫(yī)學(xué)成象單元；處理該數(shù)字圖像以識別其中可疑的異常及找到一個相對窄的曝光范圍的可編程計算機，該曝光范圍包括至少有一個異常的曝光范圍；以及用于顯示符合所述的相對窄曝光范圍的所述圖像的窄寬度形式的顯示裝置；其中所述的顯示裝置不能顯示所述的相對寬的曝光范圍。
26．權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中所述的顯示裝置包括一個可在照相膠片上打印所述的窄寬度圖像來進行觀察的膠片打印機。
27．權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中所述的顯示裝置包括一個用于顯示所述的窄寬度圖像來進行觀察的電子監(jiān)視器。
全文摘要
在燈箱(100)上顯示X射線圖象(10),在位于緊靠燈箱的一個或多個小型TV監(jiān)視器(200)上顯示CAD檢出的異常的加注釋的路線圖及CAD檢出的異常周圍區(qū)域的進一步處理過的圖象,以便醫(yī)師能更好地理解X射線圖象中這些檢出的異常的程度與意義。
文檔編號G06T1/00GK1283289SQ98811576
公開日2001年2月7日 申請日期1998年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月28日
發(fā)明者王士平 申請人:王士平