用于基于探頭速度支持計(jì)算機(jī)輔助診斷的設(shè)備和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)要求于2014年7月16日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2014-0090017號(hào) 韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部公開(kāi)通過(guò)引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 下面的描述涉及一種用于基于探頭速度支持計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD)以進(jìn)行病變 檢測(cè)和確定的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 在醫(yī)療領(lǐng)域中，通過(guò)分析超聲圖像來(lái)檢查患者是很普遍的。這樣的超聲圖像允許 內(nèi)部身體結(jié)構(gòu)（諸如，器官、血管和肌肉）的可視化。超聲指具有太高頻率從以至于人類(lèi)聽(tīng) 不到的聲波。通常，醫(yī)生通過(guò)將探頭（被稱(chēng)為換能器）放置為與患者的身體接觸來(lái)實(shí)時(shí)地 獲取超聲圖像。換能器將超聲脈沖發(fā)射到患者的身體內(nèi)的組織，并且超聲脈沖從患者的身 體的內(nèi)部反射。由于不同類(lèi)型的組織以不同的方式反射超聲，因此通過(guò)追蹤和分析在超聲 被反射時(shí)出現(xiàn)的回波，能夠產(chǎn)生與患者的身體的內(nèi)部相應(yīng)的圖像。通過(guò)檢查這樣的圖像，放 射科醫(yī)生或另一醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員能夠通過(guò)監(jiān)視輸出在屏幕上的超聲圖像來(lái)檢查和確定病變 或可疑區(qū)域。當(dāng)疑似為病變的區(qū)域被找到時(shí)，醫(yī)生緩慢地移動(dòng)或停止移動(dòng)探頭來(lái)觀察該區(qū) 域。通過(guò)這樣做，探頭提供感興趣區(qū)域的圖像。超聲波掃描術(shù)在以下方面優(yōu)于其他成像形 式：它可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行，相對(duì)便宜并且不會(huì)涉及潛在的輻射危險(xiǎn)。然而，超聲也可能具有對(duì) 諸如骨頭的結(jié)構(gòu)的成像問(wèn)題，并且成功的超聲成像需要能夠合適地放置換能器的熟練的操 作人員。
[0004] 計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD)系統(tǒng)分析通過(guò)探頭獲取的超聲圖像，通過(guò)對(duì)超聲圖像進(jìn)行 處理來(lái)檢測(cè)病變，并隨后追蹤病變或者實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)超聲圖像上的病變進(jìn)行檢測(cè)和分類(lèi)。通 過(guò)以這種方式考慮病變，這樣的CAD系統(tǒng)能夠針對(duì)病變的惡性/良性做出確定。例如，如果 在用戶的器官上存在癌生長(zhǎng)物，則CAD系統(tǒng)可能夠從考慮超聲圖像的特點(diǎn)來(lái)確定該生長(zhǎng)物 是否危險(xiǎn)。基于這樣的確定，能夠生成診斷建議，諸如，是否適于執(zhí)行外科來(lái)摘除特定癌生 長(zhǎng)物或者是否有必要化療或放療。然而，CAD系統(tǒng)的計(jì)算性能在分析圖像的過(guò)程中非常關(guān) 鍵。目前，CAD系統(tǒng)需要時(shí)間來(lái)處理和分析超聲圖像以獲得基于圖像的診斷。在這樣的系 統(tǒng)中涉及的計(jì)算需求限制了對(duì)通過(guò)探頭獲取的超聲圖像的快速分析。因此，診斷并不是完 全方便的，這是因?yàn)樵\斷無(wú)法在掃描時(shí)進(jìn)行而是必須被生成用于后續(xù)使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 提供
【發(fā)明內(nèi)容】
以按照簡(jiǎn)要的方式介紹構(gòu)思的選擇，其中，所述構(gòu)思還在以下的具 體實(shí)施方式中被描述。該
【發(fā)明內(nèi)容】
不是意在識(shí)別權(quán)利要求的主題的關(guān)鍵特征或必要特征， 也不是意在用作幫助確定權(quán)利要求的主題新的范圍。
[0006] 在一個(gè)總體方面，一種用于支持計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD)的設(shè)備包括：圖像獲取器， 被配置為從探頭獲取圖像；速度確定器，被配置為檢測(cè)探頭的速度并確定檢測(cè)到的速度的 狀態(tài)；感興趣區(qū)域（ROI)檢測(cè)器，被配置為從獲取自探頭的當(dāng)前圖像檢測(cè)ROI ;R〇I分類(lèi)器， 被配置為使用探頭的速度的狀態(tài)來(lái)確定是否對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)，并根據(jù)確定的結(jié)果對(duì)ROI進(jìn) 行分類(lèi)。
[0007] 速度確定器還可被配置為使用從探頭獲取的圖像之間的變化來(lái)檢測(cè)速度。
[0008] 圖像之間的變化可包括當(dāng)前圖像與先前圖像之間的針對(duì)每個(gè)像素的圖像強(qiáng)度的 總和之差、當(dāng)前圖像與先前圖像之間的直方圖差異、當(dāng)前圖像與先前圖像之間的直方圖相 似度或當(dāng)前獲取的圖像與先前獲取的圖像之間的主要信息變化程度。
[0009] 速度確定器還可被配置為將檢測(cè)到的速度與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，并將檢測(cè)到的速 度的狀態(tài)確定為停止?fàn)顟B(tài)、低速狀態(tài)和高速狀態(tài)中的一個(gè)。
[0010] 在確定的速度的狀態(tài)是高速狀態(tài)的情況下，ROI檢測(cè)器可從當(dāng)前圖像提取特征信 息，并使用特征信息來(lái)檢測(cè)ROI。
[0011] 在確定的速度的狀態(tài)是停止?fàn)顟B(tài)或低速狀態(tài)的情況下，ROI檢測(cè)器可通過(guò)以下操 作來(lái)檢測(cè)ROI :使用關(guān)于在先前圖像中搜索的區(qū)域的信息或者使用關(guān)于從先前圖像提取出 的ROI的信息確定將在當(dāng)前圖像中搜索的區(qū)域，并從將在當(dāng)前區(qū)域中搜索的區(qū)域提取特征 信息。
[0012] ROI分類(lèi)器還可被配置為：在檢測(cè)到的速度的狀態(tài)是停止?fàn)顟B(tài)或低速狀態(tài)的情況 下，確定對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)，從當(dāng)前圖像提取特征信息，并使用提取出的特征信息來(lái)對(duì)ROI進(jìn) 行分類(lèi)。
[0013] 所述設(shè)備還可包括：顯示器，被配置為在屏幕上輸出當(dāng)前圖像，并響應(yīng)于從當(dāng)前圖 像檢測(cè)到ROI而使用ROI的位置信息在當(dāng)前圖像的相應(yīng)位置輸出指示ROI的區(qū)分標(biāo)記。
[0014] 所述顯示器還被配置為：在確定的速度的狀態(tài)是停止?fàn)顟B(tài)或低速狀態(tài)的情況下， 使用從在當(dāng)前圖像之前的圖像檢測(cè)到的ROI的位置信息來(lái)在屏幕上的當(dāng)前圖像中的相應(yīng) 位置輸出區(qū)分標(biāo)記，
[0015] 所述顯示器還被配置為：響應(yīng)于對(duì)ROI執(zhí)行分類(lèi)，在屏幕上的特定位置上輸出分 類(lèi)結(jié)果或者將分類(lèi)結(jié)果輸出為與屏幕上的當(dāng)前圖像重疊。
[0016] 所述顯示器還被配置為輸出指示檢測(cè)到的速度、確定的速度狀態(tài)或當(dāng)前的診斷處 理的?目息項(xiàng)。
[0017] 在另一總體方面，一種用于支持計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD)的方法包括：從探頭獲取 圖像；檢測(cè)探頭的速度；確定速度的狀態(tài)；從當(dāng)前圖像檢測(cè)感興趣區(qū)域（ROI);使用速度的 狀態(tài)來(lái)確定是否對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)；根據(jù)確定的結(jié)果對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)。
[0018] 檢測(cè)探頭的速度的步驟可包括：使用從探頭獲取的圖像之間的變化來(lái)檢測(cè)探頭的 速度。
[0019] 圖像之間的變化可包括當(dāng)前圖像與先前圖像之間的每個(gè)像素的圖像強(qiáng)度的總和 之差、當(dāng)前圖像與先前圖像之間的直方圖差異、當(dāng)前圖像與先前圖像之間的直方圖相似度 或當(dāng)前獲取的圖像與先前獲取的圖像之間的主要信息變化程度。
[0020] 確定速度的狀態(tài)的步驟可包括：將檢測(cè)到的速度與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，并將檢測(cè) 到的速度的狀態(tài)確定為停止?fàn)顟B(tài)、低速狀態(tài)和高速狀態(tài)中的一個(gè)。
[0021] 檢測(cè)ROI的步驟可包括：在確定的速度的狀態(tài)是高速狀態(tài)的情況下，從當(dāng)前圖像 提取特征信息，并使用提取出的特征信息來(lái)檢測(cè)ROI。
[0022] 檢測(cè)ROI的步驟可包括：在確定的速度的狀態(tài)是停止?fàn)顟B(tài)或低速狀態(tài)的情況下， 使用關(guān)于在先前圖像中搜索的區(qū)域的信息或者使用關(guān)于從先前圖像提取出的ROI的信息 來(lái)確定將在當(dāng)前圖像中搜索的區(qū)域，從確定的將在當(dāng)前圖像中搜索的區(qū)域提取特征信息， 并使用提取出的特征信息來(lái)檢測(cè)ROI。
[0023] 確定是否對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的步驟可包括：響應(yīng)于速度的狀態(tài)被確定為停止?fàn)顟B(tài)或 低速狀態(tài)，確定對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)，其中，對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的步驟包括：響應(yīng)于確定對(duì)ROI進(jìn)行 分類(lèi)，提取特征信息，并且使用提取出的特征信息對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)。
[0024] 所述方法還可包括：屏幕上輸出當(dāng)前圖像；響應(yīng)于從當(dāng)前圖像檢測(cè)到R0I，使用 ROI的位置信息在當(dāng)前圖像的相應(yīng)位置輸出指示ROI的區(qū)分標(biāo)記。
[0025] 輸出區(qū)分標(biāo)記的步驟可包括：在速度的狀態(tài)是停止?fàn)顟B(tài)或低速狀態(tài)的情況下，使 用從先前圖像檢測(cè)到的ROI的位置信息在屏幕上的當(dāng)前圖像中的相應(yīng)位置輸出指示ROI的 區(qū)分標(biāo)記。
[0026] 對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的步驟可包括：響應(yīng)于對(duì)ROI執(zhí)行了分類(lèi)，在屏幕上的特定位置輸 出分類(lèi)結(jié)果，或者將ROI的分類(lèi)結(jié)果輸出為與屏幕上的當(dāng)前圖像重疊，
[0027] 所述方法還可包括輸出指示當(dāng)前對(duì)當(dāng)前圖像執(zhí)行的診斷處理的信息。
[0028] 在另一總體方面，一種用于支持計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD)的設(shè)備包括：速度確定器， 被配置為檢測(cè)探頭的速度并確定速度的狀態(tài)；處理選擇器，使用確定的速度的狀態(tài)來(lái)選擇 檢測(cè)感興趣區(qū)域（ROI)的處理、對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處理或檢測(cè)ROI并對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處 理；ROI處理器，被配置為對(duì)通過(guò)探頭獲取的當(dāng)前圖像執(zhí)行選擇的處理。
[0029] 速度確定器可將速度與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，并將速度的狀態(tài)確定為停止?fàn)顟B(tài)、低 速狀態(tài)和高速狀態(tài)中的一個(gè)。
[0030] 處理選擇器還可被配置為：在速度的狀態(tài)被確定為高速狀態(tài)的情況下選擇檢測(cè) ROI的處理作為將對(duì)當(dāng)前圖像執(zhí)行的處理，并且在速度的狀態(tài)被確定為停止?fàn)顟B(tài)或低速狀 態(tài)的情況下，根據(jù)預(yù)設(shè)策略，選擇對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處理或檢測(cè)ROI并對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處 理。
[0031] ROI處理器還可被配置為：在速度的狀態(tài)被確定為停止?fàn)顟B(tài)或低速狀態(tài)并且檢測(cè) ROI并對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處理被選擇的情況下，使用關(guān)于在先前圖像中搜索的區(qū)域的信息 或關(guān)于從先前圖像檢測(cè)到的ROI的信息來(lái)從當(dāng)前圖像檢測(cè)R0I。
[0032] 所述設(shè)備還可包括：顯示器，被配置為在屏幕上輸出從探頭獲取的當(dāng)前圖像，在屏 幕上輸出探頭的速度和確定的速度的狀態(tài)中的至少一個(gè)，以及使用關(guān)于選擇的處理的信息 在屏幕上輸出關(guān)于當(dāng)前對(duì)當(dāng)前圖像執(zhí)行的處理的信息。
[0033] 在另一總體方面，一種用于支持計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD)的方法包括：檢測(cè)探頭的 速度；確定速度的狀態(tài)；使用確定的速度的狀態(tài)來(lái)選擇檢測(cè)感興趣區(qū)域（ROI)的處理、對(duì) ROI進(jìn)行分類(lèi)的處理或檢測(cè)ROI并對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處理；對(duì)通過(guò)探頭獲取的當(dāng)前圖像執(zhí) 行選擇的處理。
[0034] 確定速度的狀態(tài)的步驟可包括：將檢測(cè)到的探頭的速度與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，并 將檢測(cè)到的探頭的速度的狀態(tài)確定為停止?fàn)顟B(tài)、低速狀態(tài)和高速狀態(tài)中的一個(gè)。
[0035] 選擇停止?fàn)顟B(tài)、低速狀態(tài)和高速狀態(tài)中的一個(gè)的步驟可包括：在速度的狀態(tài)被確 定為高速狀態(tài)的情況下選擇檢測(cè)ROI的處理作為將對(duì)當(dāng)前圖像執(zhí)行的處理，并且在速度的 狀態(tài)被確定為停止?fàn)顟B(tài)或低速狀態(tài)的情況下，根據(jù)預(yù)設(shè)策略，選擇對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處理 或檢測(cè)ROI并對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處理。
[0036] 執(zhí)行選擇的處理的步驟可包括：在速度的狀態(tài)被確定為停止?fàn)顟B(tài)或低速狀態(tài)并且 檢測(cè)ROI并對(duì)ROI進(jìn)行分類(lèi)的處理被選擇的情況下，使用關(guān)于在先前圖像中