專利名稱：用于在身體掃描中定位異常的系統和方法
技術領域：
本發明的領域是用于在從身體掃描產生的圖像或多個圖像中定位異常的系統和方法，更具體地涉及從身體超聲波掃描產生的圖像中定位異常。
背景技術：
醫療成像設備通常用于識別不能另外通過非外科方法檢測的人體內的異常。這種異常應當包括損傷、無論是良性還是惡性的腫瘤或者在健康的身體生理過程中通常不會出現的任何其他類型結構或生長物。存在能夠掃描部分身體或整個身體的許多不同類型的成像設備，例如放射造影成像、磁共振成像(MRI)、斷層X線成像、超聲成像等。通常，不管用什么成像技術，一旦獲得身體圖像之后，合格的醫生觀察該圖像以識別可能出現在被掃描的身體組織內的異常。然后，通過利用生理參照點定位在該身體內的被識別的異常，生理參照點是在圖像中和在任何隨后的侵襲性的外科手術期間都容易識別的身體內的已知結構。由于異常和參照點的識別，通過異常和生理參照點之間的距離和相對位置，能夠用計算機更加精確地定位身體內的異常。在進行隨后的外科手術以治療、活性組織檢查或摘除該識別的異常時，找到異常的更加準確的定位對醫生是有利的。這些系統的缺點在于需要醫師觀察掃描圖像以識別生理參照點。識別過程的自動化是很困難的事情，充其量，因為任何單個的生理參照點在人與人之間在外觀上可以具有如此大的變化。例如，在乳房組織的超聲掃描范圍中，當希望所識別的異常的更加精確的定位時，病人的乳頭經常用作生理參考點。但是，由于不同病人具有有不同密度的不同的組織結構，因此在每個病人乳房組織的掃描圖像中，不同病人的乳頭很少具有相同的外觀。因此，在能夠用計算機相對于作為生理參照點的乳頭識別被識別的異常的位置之前，有經驗的醫生必需觀察掃描的超聲圖像，以識別用于計算機的生理參照點。盡管有經驗的醫生的時間是非常需要的并且非常寶貴，但是因為在掃描圖像中作為生理參照點的乳頭的自動識別有相當大的困難，這個步驟仍然必需做。而且，由于這種識別任務看上去非常簡單，許多有經驗的醫生認為這是浪費他們寶貴的時間。
發明內容
本發明涉及在身體掃描中用于定位異常/變異的系統和方法。對于這種系統，具有掃描場的身體掃描設備構造成生成示出身體內的組織特征的一個或多個掃描圖像，其中至少一部分身體被放置在掃描場內。標記器/標記(marker)構造成被設置在身體的表面和掃描場內，并且至少在其中一個掃描圖像中作為圖像偽影出現。該圖像偽影具有使其區別于出現在所述至少一個掃描圖像中的組織特征的外形。圖像處理器構造成識別在至少其中一個掃描圖像中的該圖像偽影。圖像處理器還可以構造成相對于圖像偽影的位置確定掃描圖像中的被識別的異常的位置。其他的選擇可以包括在身體掃描系統中。作為一種選擇，圖像偽影的外形可以包括至少一個形狀外形和密度外形/密度分布(density profile).作為另一種選擇，標記器的性質選擇為使得圖像偽影不延伸到掃描圖像中的組織的特性(feature)中，標記器不防礙組織的特性顯示在掃描圖像中，和/或標記器不改變/扭曲掃描圖像中的組織的特性。 在所用的身體掃描設備是超聲掃描設備的情況下，標記器可以是圓形的金屬小片，并且它還可以被包括在諸如構造成擱置在身體上的襯墊或其他輔助設備的支撐結構中。定位在示出身體內的組織的特性的一個或多個掃描圖像內的異常的方法從將標記器放置在身體上開始。身體的至少一部分被放置在身體掃描設備的掃描場內。掃描場內的組織用身體掃描設備掃描，以產生掃描圖像，使得標記器作為圖像偽影出現在至少其中一個圖像中。圖像偽影在一個或多個掃描圖像中具有外形，該外形使它區別于出現在掃描圖像中的組織的特性。圖像處理器被用來識別在掃描圖像內的圖像偽影的位置。此后，一旦在掃描圖像中組織異常的位置被識別之后，圖像處理器被用來相對于圖像偽影的位置確定組織異常的空間位置，用于系統的類似于上面所述選擇的選擇可以用于該方法。因此，公開一種改進的用于在身體掃描中定位異常的系統和方法。改進的優點將出現在附圖和優選實施例的描述中。
在附圖中，其中相同的附圖標記指的是類似的部件圖1示意地示出用于在身體掃描中定位異常的系統；圖2A-C示出具有一體的標記器的乳頭襯墊；以及圖3是描述掃描系統內的標記器的使用的流程圖。
具體實施例方式詳細參考附圖，圖1示出用于在病人11的身體掃描中定位異常的系統。病人11 放置在身體掃描設備13的掃描場13內，身體掃描設備13可以是能夠生成病人體內的組織的掃描圖像的任何類型的身體掃描設備，掃描圖像或者是數字圖像或者適合于數字化。正如上面所指出的，雖然有許多不同類型的這種掃描設備，但是這里公開的系統和方法被描述為采用超聲掃描設備，其生成一系列示出放置在掃描場內的身體組織或至少的一部分身體組織的橫切面的掃描圖像。這種設備對于本領域的技術人員是熟知的，這樣的超聲掃描設備的細節沒有詳細討論。美國專利6，524，246和6，932，768號公開了能夠用于身體掃描設備的超聲掃描系統。所提到的專利的內容通過引用結合于此，如同闡述了它們的整個內容。這里描述的掃描系統包括便攜式掃描頭，該掃描頭在空間位置和方位上被連接于該便攜式掃描器的合適的跟蹤裝置跟蹤。正如在下面所描述的，位置和方位信息與隨后處理的每個生成的掃描圖像有關。可選地，掃描頭的位置和方位可以由支撐臂控制，因此位置和方位是已知的并且其后可以與每個掃描圖像有關。外部標記器17放置在掃描場13內，并且在靠近被掃描組織的病人身體上，因此外部標記器將出現在圖像中。雖然標記器17可以放置在外衣上，但是優選放置成緊靠近病人的皮膚。這種標記器17可以具有任何合適的材料、尺寸、幾何形狀、密度等，并且選擇成具有這樣的性質，即，使它與掃描圖像內的偽影具有不同的外觀。而且，標記器選擇成具有這樣的性質，以便對于所用的掃描技術，由標記器留下的圖像偽影不產生陰影、失真、或遮掩顯露在病人身體的掃描圖像內的重要的組織特性。標記器的任何性質可以根據所用掃描技術的類型而改變。例如，可以選擇的標記器的性質包括材料的類型、尺寸、幾何形狀、密度等。由于相同的標記器，或至少相同結構的標記器可以用于所有的病人，因此在掃描圖像中標記器將顯示為一致的圖像偽影，不管病人的生理過程如何，只要用相同的技術產生掃描圖像。對于超聲掃描乳房組織，標記器可以選擇為小金屬圓片，掃描過程期間放置在病人的乳頭上。身體掃描設備13生成掃描圖像并且將掃描圖像提供給與該掃描設備通信地連接的圖像處理器19。在圖像處理器19中，掃描圖像可以被輸入到合適的計算機算法中，計算機算法能夠處理掃描圖像并且容易識別由該標記器形成的圖像偽影。可以利用圖像處理器 19以自動定位掃描圖像內的圖像偽影。對于本領域的技術人員圖像處理算法是已知的，其可以用于處理圖像并識別由標記器留下的偽影。而且，一旦醫生或者可選的圖像處理器19 已經識別掃描圖像內的潛在的異常之后，進一步的自動化處理可以由圖像處理器19進行， 以在標記器偽影和任何識別的異常之間確定掃描圖像內的空間位置關系，因此確定病人身體內的空間位置關系。具體說，圖像處理器19可以利用掃描圖像、以及各種掃描圖像中和各種掃描圖像之間的已知的幾何關系，確定異常相對于由標記器形成的圖像偽影的更加準確的位置。一旦一個或多個異常被識別之后，圖像的這種進一步的處理可以用與美國專利 6，932，768中所公開的相同的方式進行。當上面描述的小片與用于乳房癌檢查的超聲掃描系統一起使用時，小片可以包含在諸如在圖2A-C所示的乳頭墊片的支撐結構中。乳頭墊片是兩面凸形狀的圓片21并且在圓片的最厚的位置包括靠近該圓片的一個側面的孔穴23。小片直接放置在該孔穴23中，使得當圓片21被放置在乳頭上時，其中孔穴23最靠近組織，標記器幾乎直接擱置在組織上， 并且直接擱置在病人的乳頭上。在掃描圖像中由這個標記器形成的圖像偽影是非常可識別的偽影，并且它可以由諸如由圖像處理器采用的已知的圖像處理算法簡便地并且容易地識別。而且，由于相同類型的標記器可以用在每一個超聲掃描中，因此容易實現自動化的圖像處理算法，以識別不同病人的掃描圖像內的偽影，因而能夠進一步簡化該算法。因此，當在掃描圖像內識別異常時，無論通過合格的醫生識別潛在的異常，或通過自動化的系統識別異常，圖像處理算法都能夠相對于該偽影容易空間定位該異常，相對于該圖像偽影的位置提供該異常的相對距離和方向。而且，在乳房組織的超聲掃描中，在標記器直接放置在乳頭頂部的情況下，當進行隨后的外科手術，以治療、活性組織檢測或切除該異常時，在外科手術期間外科醫生可以用乳頭作為有效的參考點。定位一組掃描圖像中的異常的方法描述在圖3中。該過程從將標記器放置在進行掃描手術的病人的身體上開始，步驟31。一旦標記器被放置之后，該標記器和身體被放置在身體掃描設備的掃描場中，步驟33，并且組織被掃描，步驟35，以獲得掃描圖像，確定在所獲得的掃描圖像的視場內包括標記器，用圖像處理軟件處理掃描圖像，以在圖像中識別表示該圖像中的標記器偽影，步驟37，在圖像內識別潛在的異常，步驟39，并且用圖像處理器確定在圖像中的異常相對于該標記器偽影的空間位置，步驟41。在乳房組織掃描的情況下，標記器優選放置在病人的乳頭上。此外，如上所述標記器可以包含在乳頭墊中。這樣，描述了用于在身體掃描中定位異常的系統和方法。雖然已經示出并描述了本發明的實施例，但是本領域的技術人員應當明白，在不脫離這里的發明構思的情況下，許多修改是可能的。因此除了在權利要求的精神實質內之外本發明不受限制。
權利要求
1.一種身體掃描系統，包括身體掃描設備，該身體掃描設備具有掃描場并且構造成生成一個或多個示出身體內的組織特征的掃描圖像，其中至少一部分身體放置在所述掃描場內；標記器，該標記器構造成設置在身體的表面并且在掃描場內，并且作為圖像偽影出現在至少一個掃描圖像中，其中該圖像偽影具有使該圖像偽影區別于出現在掃描圖像中的組織的特性的外形；和圖像處理器，該圖像處理器構造成識別在至少一個掃描圖像中的圖像偽影。
2.根據權利要求1的系統，其中所述外形是形狀外形和密度外形中的至少一個。
3.根據權利要求1的系統，其中所述圖像偽影不延伸到所述掃描圖像中組織特性中。
4.根據權利要求1的系統，其中所述標記器不妨礙所述組織的特性示出在所述掃描圖像中。
5.根據權利要求1的系統，其中所述標記器不改變所述掃描圖像中的組織特性。
6.根據權利要求1的系統，其中所述身體掃描設備包括超聲掃描設備。
7.根據權利要求6的系統，其中所述標記器包括圓形金屬小片。
8.根據權利要求7的系統，其中所述小片包含在構造成擱置在身體上的支撐結構中。
9.根據權利要求1的系統，其中所述圖像處理器還構造成確定在掃描圖像中所識別的異常相對于圖像偽影的位置。
10.一種定位在示出身體內的組織特性的一個或多個掃描圖像內的異常的方法，該方法包括將標記器放置在身體表面；將至少一部分身體放置在身體掃描設備的掃描場中；用身體掃描設備掃描該掃描場內的至少一部分組織，以生成掃描圖像，其中所述標記器作為圖像偽影出現在至少一個掃描圖像中，所述圖像偽影具有使該圖像偽影區別于出現在所述至少一個掃描圖像中的組織特性的外形；用圖像處理器識別在所述掃描圖像中的所述圖像偽影的位置； 識別在該掃描圖像內的組織異常的位置，以及根據識別的所述圖像偽影的位置和識別的所述組織異常的位置，用圖像處理器確定所述組織異常相對于該圖像偽影的空間位置。
11.根據權利要求10的方法，其中所述外形是形狀外形和密度外形中的至少一個。
12.根據權利要求10的方法，其中所述圖像偽影不延伸到所述掃描圖像中的組織特性中。
13.根據權利要求10的方法，其中所述標記器不妨礙所述組織的特性示出在所述掃描圖像中。
14.根據權利要求10的方法，其中所述標記器不改變所述掃描圖像中的組織特性。
15.根據權利要求10的方法，其中所述身體掃描設備包括超聲掃描設備。
16.根據權利要求15的方法，其中所述標記器包括圓形金屬小片。
17.根據權利要求16的方法，其中所述小片包含在構造成擱置在身體上的支撐結構中。
全文摘要
本發明公開一種身體掃描系統，其包括身體掃描設備、標記器和圖像處理器。該身體掃描設備具有掃描場并且構造成產生一個或多個示出身體內的組織特性的掃描圖像，其中至少一部分身體放置在所述掃描場內。該標記器構造成設置在身體的表面并且在掃描場內，并且作為圖像偽影出現在至少一個掃描圖像中。該圖像偽影具有使其區別于出現在掃描圖像中的組織的特性的外形。該圖像處理器構造成識別在掃描圖像中的圖像偽影。
文檔編號A61B8/00GK102316808SQ200980155571
公開日2012年1月11日 申請日期2009年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者K·M·凱利 申請人:索羅新公司