使用更新方法和系统的连续图像采集.pdf

本发明涉及使用更新方法和系统的连续图像采集。根据本发明的实施例，一种用于采集图像的方法(10)被提供。所述方法(10)包括采集(12)初始图像数据(14)，在初始图像数据或根据初始图像数据产生的第一图像(16)中的至少一个中识别(18)一个或多个所关心的区域(22)。所述方法进一步包括根据所关心的区域自动地得出(24)一个或多个扫描参数(26)，以及使用扫描参数采集(28)第二图像数据。

权利要求书
1.  一种用于采集图像的方法(10)，包括：
采集(12)初始图像数据(14)；
在初始图像数据或根据初始图像数据产生的第一图像(16)中的至少一个中识别(18)一个或多个所关心区域(22)；
根据所关心区域自动地得出(24)一个或多个扫描参数(26)；以及
使用扫描参数采集(28)第二图像数据。

2.  如权利要求1所述的方法(10)，其中所关心区域(22)被自动地识别。

3.  如权利要求1所述的方法(10)，其中使用一个或多个扫描参数(24)自动地采集第二图像(33)。

4.  如权利要求1所述的方法(10)，其中使用与初始图像数据不同的成像仪器(92)来采集第二图像数据(31)。

5.  如权利要求1所述的方法(10)，其中所关心区域(22)包括生理过程的功能信息或解剖结构中的至少一个。

6.  如权利要求1所述的方法(10)，其中所关心区域(22)通过计算机辅助诊断(CAD)算法来识别，或通过操作员审阅由一个或多个例程自动选择的可能的所关心区域来识别。

7.  如权利要求1所述的方法(10)，其中所关心区域(22)由操作员来识别。

8.  如权利要求1所述的方法(10)，包括根据生理和/或时间变化、与解剖结构图谱的偏差或不对称的检测中的至少一个来选择所关心区域(22)。

9.  如权利要求1所述的方法(10)，包括根据第二图像数据(31)来产生(32)第二图像。

10.  一种成像系统(90)，包括：
第一成像仪器(96)，被配置成采集第一图像(14)数据，根据所述第一图像数据可以得出第一图像(16)，其中第一图像数据或第一图像中的至少一个包括一个或多个所关心区域(22)；以及
第二成像仪器(92)，被配置成根据一个或多个扫描参数(26)来采集第二图像数据(28)，所述一个或多个扫描参数(26)是根据一个或多个所关心区域而被自动得出的。

说明书使用更新方法和系统的连续图像采集
技术领域
本发明大体上涉及医疗成像领域，更具体地涉及对由不同成像仪器(modality)采集的图像数据中所关心特征的评价。
背景技术
非侵入式(non-invasive)成像广泛地包括用于对物体或人的无法以其他方式进入进行肉眼检查的内部结构或区域产生图像的技术。非侵入式成像的一个众所周知的用途是医疗领域，其中这些技术被用于产生患者内部的无法以其他方式可见的器官和/或骨骼的图像。一类医疗非侵入式成像技术基于内部结构的结构图像的产生，所述结构图像示出了成像区域的生理构造、组成或特性。这样的仪器的例子包括基于X射线的技术，例如CT和断层合成(tomosynthesis)。在这些基于X射线的技术中，患者对X射线的衰减是在一个或多个观察角上测量的，并且该信息被用于产生成像区域的二维图像和/或三维体积(volume)。
其他用于产生结构图像的仪器可以包括磁共振成像(MagneticResonance Imaging MRI)和/或超声。在MRI中，经受成像的组织(tissue)要经受强磁场和无线电波扰动(perturbation)，所述强磁场和无线电波扰动在人体的组织根据它们的组成而对它们本身进行对准(align)和重对准(realign)时产生可测量的信号。这些信号然后可以被用于根据这些不同的旋磁(gyromagnetic)响应来重建反映组织的身体构造的结构图像。在超声成像中，患者的内部结构对声波的有差别的反射被用于重建内部解剖结构(anatomy)的图像。
其他类型的成像仪器包括功能成像仪器，所述成像仪器可以包括核医疗、单光子发射型计算机断层(Single-photon emission computedtomography SPECT)和正电子发射断层(Positron emission TomographyPET)。这些仪器常常直接或间接地探测由被引入患者的放射性示踪剂所产生的光子或伽马射线。根据metaboland、糖、或放射性示踪剂被并入的其他化合物的类型，放射性示踪剂有差别地积聚在患者的不同部位，并且对所产生的伽马射线的测量能够被用于对示踪剂的积聚物(accumulation)进行定位和成像。例如，肿瘤相对于其他组织会不成比例地利用葡萄糖，这样就可以使用放射性标记的脱氧葡萄糖来探测和定位肿瘤。
典型地，使用不同仪器的图像采集事件是彼此相对独立地执行的。例如，当前过程可能在第一、第二和/或后续后续的图像的采集(使用相同或不同的成像仪器)之间涉及人的介入或交互，以使初始图像能够被临床医师审阅(review)并评价以提供用于后续后续图像采集的参数，例如所关心的体积或平面。这会延长成像过程，从而导致较低的效率和患者容许能力。另外，这样的劳动密集过程会引起患者不适并且增加了成像过程的成本。
发明内容
本发明提供用于处理图像的方法。所述方法包括采集初始图像数据以获得第一图像。根据初始图像数据，所关心的区域被识别并且与那些区域(或在那些区域内成像的结构)有关的扫描参数被从第一图像获得。其后，根据从第一图像获得的扫描参数来获得所关心区域的第二图像或附加图像。与该方法相对应的软件和系统权利要求也被提供。
本技术进一步提供了用于采集图像数据的方法，第一图像可以根据所述图像数据来产生，以使第一图像数据或第一图像中的至少一个包括一个或多个所关心的区域。所述方法进一步提供根据一个或多个扫描参数来采集第二图像数据，所述一个或多个扫描参数是从一个或多个所关心区域得出(derive)的。与该方法相对应的软件和系统权利要求也被提供。
附图说明
当参照附图阅读以下具体实施方式时，本发明的这些及其他特征、方面和优点将会更好理解，在所有附图中，同样的附图标记表示同样的部件，其中：
图1图示了根据本技术示例性实施例的用于处理图像的流程图；
图2图示了根据本技术示例性实施例的断层合成成像系统。
图3图示了根据本技术示例性实施例的组合式成像系统。
具体实施方式
现在参照附图，图1图示了根据本技术实施例的用于图像采集和处理的方法10。在此所描述的方法可以通过具有单个成像仪器的成像系统或具有多个成像仪器的成像系统来实现。可替换地，所述方法可以在共享用于成像体积的共用坐标系的分离的成像系统中实现，或者在坐标系之间存在已知映射的情况下实现。所述方法包括使用从由一个成像仪器采集的初始图像中获得的图像或扫描参数以供在由相同或第二成像仪器执行的后续图像采集中使用。所述方法提供了自动化的过程，借此初始图像向后续的图像采集提供有关信息。
图1中所概述的方法开始于步骤12，其中初始图像的数据被采集。如将在下文进一步论述的那样，数据采集可以基于任何适当的成像仪器，所述成像仪器常常是根据待成像的特定解剖结构和/或损害(lesion)或病状(pathology)以及待执行的分析来选择的。举例来说，本领域技术人员将会认识到，某些成像仪器运行所依据的基本(underlying)物理过程使它们更适于对某些类型的组织或物质或生理过程进行成像，例如与骨骼或其他更加致密的组织或对象相对的软组织。此外由仪器执行的扫描或检查可以根据特定设置或扫描参数来执行(所述特定设置或扫描参数也常常由系统的物理性质支配)，以便向特定组织或组成(component)提供较高或较低对比度的图像、敏感度(sensitivity)或不敏感度等等。最后，可以对已经用造影剂(contrastagent)或其他标记物处理的组织执行图像采集，所述造影剂或其他标记物被设计成与成像仪器一起使用来瞄准或突出所关心的特定特征或区域。例如在CT系统中，步骤12的图像数据采集常常由操作员启动，所述操作员经由操作员工作站70(参见图2)与系统协调合作。读出电子器件检测通过扫描探测器上的冲击辐射而产生的信号，并且系统对这些信号进行处理以产生有用的图像数据。
现在返回图1，初始图像数据14被提供作为步骤12的图像采集过程的输出。图像20常常通过使用重建(reconstruction)处理步骤而根据图像数据14来产生(块16)。这样的重建处理可以利用计算机实现的代码和/或算法，所述计算机实现的代码和/或算法例如用于把频率空间中的图像数据转换成实坐标空间中的图像。步骤16的图像产生过程提供第一图像20。第一图像20可以被显示或用作其他过程的输入。通常，最初形成的图像20可以被临床医师使用来例如识别或分析所关心的特征，作为初始诊断程序的一部分。
除了如块16中执行的那样被提供用于产生图像外，图像数据14和/或初始图像20还可以被处理和/或分析(块18)以识别图像数据14和/或图像20内所关心的区域22。在一种实现方式中，识别步骤18可以在没有临床医师的审阅或只需有限审阅的情况下被自动地或半自动地执行。识别步骤18可以被自动化并且可以包括利用对初始图像20和/或图像数据14的计算机辅助检测或诊断(CAD)评价来对例如初始图像20和/或图像数据14内包含的可疑区域进行检测、标记和分类。因此，在步骤18，一个或多个CAD算法可以被执行来实现识别所关心的区域的动作。CAD算法常常将根据成像仪器以及图像中所表现的特定解剖结构和数据类型来选择。作为初始处理步骤，成像的解剖结构可以在图像内被自动识别和/或准确地定位，并且CAD算法和/或特定参数设置可以根据所识别的解剖结构来选择。参数设置可以包括但不限于：所关心的特征或区域的位置、观察角度、图像分辨率、在核医疗中使用的X射线或其他形式辐射的放射剂量水平、X射线管的射束能量级设置、胶片(film)参数、超声换能器(transducer)功率级设置、扫描持续时间、MRI脉冲序列、投射(projection)角度等等。在其他实施例中，用户可以根据所识别的解剖结构和/或其他操作需求手动选择参数设置。在一个实施例中，被显示的图像中的所关心的区域被用户手动选择，并且相应的扫描参数被自动得出。
CAD分析可以识别所关心的各种特征22，包括它们的位置、病状、损害或所关心的任何其他解剖结构或生理特征。在一个实施例中，根据所述分析，一个或多个目标区域被选择作为指定用于通过相同或其他成像仪器进一步成像的区域。举例来说，对在步骤18选择的目标区域22的后续成像可以提供潜在损害的更大的空间分辨率(例如，放大)。在一个实施例中，目标区域在附加的观察角度的投射被采集，例如以便在使用来自初始观察角度和附加观察角度的图像数据重建时获得位于目标区域中的损害的改善的3D表征。在一种实现方式中，目标区域22根据CAD分析的输出而被自动地选择。在这种实现方式中，在例如CAD分析指示附加数据的采集和后续的处理可以揭示图像中的附加细节的情况下，对应于这样的细节的位置的目标区域22将在步骤18被选择。
因此，块18提供从图像数据14和/或第一图像20识别的一个或多个所关心的区域22。在所示出的实施例中，扫描参数26根据识别出的一个或多个所关心区域22和/或根据包含在所关心区域22内的结构的特性来得出(块24)。例如，在一个实施例中，得出扫描参数26的动作24可以包括例如根据通过例如断层合成提供的输入投射和/或重建的3-D数据对解剖结构的分类和/或定位。同样，在其他实现方式中，得出的动作24可以包括对诊断或环境(contextual)所关心的其他解剖结构的定位和/或识别。这些可以包括结构标记物，例如BB或其他置于患者体内或体表的用于识别需要更全面扫描的位置的物品。此外，得出扫描参数26的动作24可以包括识别某些类型的组织和它们在图像平面中的范围以使所采集的后续图像可以仅集中在那些区域。例如，在断层合成乳房X射线成像中，初始图像20在三维空间中采集以使例如成像的胸部的皮肤线(skin-line)可以被找到。一旦皮肤线被获得，相关的扫描参数26可以被从断层合成图像中提取以使后续通过例如超声设备采集的图像可以仅集中于被皮肤线限定的区域，从而使超声扫描时间和总的成像过程时间最小化。在本技术的另一示例性实施例中，包括患者胸部的若干(两个或更多)投射的断层合成数据集被采集。CAD处理步骤可以分析每个投射图像以查找癌变的可疑存在。通过适当地组合来自两个或更多投射图像的信息，可疑损害的3D位置能够被识别，并且这些区域的附加投射能够被采集以便增加CAD结果的置信度，或者以便得到更多表征所述损害的信息，或对包含可疑损害的区域执行高分辨率重建。根据第一组投射图像而选择的扫描参数可以包括观察角度、准直仪设置以便例如把观察区域限定在所关心的区域，从而减少给予患者的剂量等。在一个实施例中，所关心的包含可疑肺结节(nodule)的区域可以使用不同的X射线能量设置(不同的kVp)来成像。附加的信息现在可以被使用以便确定所述结节是否钙化(calcify)，从而提供关于结节的恶性状态(malignancy)的信息。在后续的分析或重建步骤中，从第一组采集的所有投射图像以及从所有之后的采集步骤中采集的那些图像可以被组合使用。
在一些实施例中，得出扫描参数26的动作(块24)还可以包括合并来自患者的先前扫描的图像数据以供在解剖结构变化检测中使用，所述变化即在先前检查和当前检查之间出现的组织变化。在所示出的实施例中，得出的动作还可以包括使用CAD的变化检测程序，其中出现在后续检查之间的患者的解剖结构和/或生理变化被检测到。这样的变化检测程序还可以被临床医师手动执行，所述临床医师可以在视觉上对从后续的检查中获得的图像进行比较。在其他实施例中，变化检测可以被完成以使成像的解剖结构与代表“标称的(nominal)解剖结构”的“图谱(atlas)”进行比较。其他实施例可以包括例如在胸部成像中实现的基于不对称的差别检测，借此乳房X射线照片通常被并排显示以用于检测左和右乳房之间的不对称差别。该技术还能够被用于确定某些区域是否需要通过相同或不同的成像仪器来进行更全面的扫描。尽管在一个实施例中，从初始图像20和/或图像数据14获取扫描参数26的过程是自动进行的，但是在其他实施例中该过程可以在操作员或临床医师的辅助下完成。
在步骤24得出的扫描参数26可以对附加扫描进行配置或控制(块28)，在附加扫描中，可以通过与用于采集初始图像相同的成像仪器或者通过不同的成像仪器来获取第二组图像数据31。这样的扫描参数26可以包括所关心特征或区域的位置、观察角度、图像分辨率、在核医疗中使用的X射线或其他形式辐射的放射剂量水平、X射线管的射束能量级设置、胶片参数、超声换能器功率级设置、扫描持续时间、MRI脉冲序列、投射角度等等。
在一个实施例中，采集第二组图像数据31的过程被自动进行，而不需要人的介入。在其他实施例中，临床医师/操作员可以辅助和/或介入采集和/或分析第二图像数据31的过程。例如，在胸部成像中，初始图像20可以根据包括X射线投射的断层合成数据集或标准的乳房X射线照片来形式。因此，后续的数据集31可以通过另一基于X射线的仪器来采集，从而提供附加的X射线投射或射线照片，或者通过不基于X射线的成像仪器(例如超声或MRI)来采集。后续采集的图像数据31可以被处理(块32)以产生一个或多个附加的图像33。
因此，根据第一图像20或图像数据14得出的扫描参数26提供适当的信息以使后续产生的图像33能够被最优地产生。换言之，第二图像33的采集是根据在第一图像20或图像数据14中识别的属性或区域来定制的。因此，第二图像33可以例如集中于在第一图像20中被识别为具有可疑或不规则特征的组织和/或骨架结构的某些部分(即所关心的区域)。例如，第二图像33可以采用增强所关心的可疑区域的空间分辨率和/或对比度的方式来采集。在示例性实施例中，在超声波被用于采集第二图像33的情况下，对初始图像20的分析可以确定在采集第二图像33的过程中特定超声模式应该被应用到什么范围。示例性超声模式可以包括多普勒超声、应变成像、复合超声成像、成像角度(对于转向(steered)超声而言)等等。
如在所示出的实施例中所描述的，第二图像33能够被显示(块34)在显示设备上(例如监视器)，并且被呈现给临床医师。此外，在一些实施例中，第二图像33和/或第二图像数据31能够以如上关于第一图像20和/或第一图像数据14所描述的相似的方式来评价，以便识别所关心的附加特征或区域和/或得出用于附加采集的参数设置。也就是，第二图像33和/或第二图像数据31能够经历自动分析以识别所关心的区域，其中附加扫描参数是根据所关心的区域而获得的。分析步骤还可以基于来自第一和第二采集的组合数据。因此，该信息能够在后续的图像采集中被使用以产生具有在第一和第二图像和/或它们各自的图像数据中识别的期望特征的附加图像。
在一个实施例中，第二图像33能够与第一图像20组合(块35)以产生组合图像36。如上所述，组合图像36可以被显示(块34)。对第一和第二图像20、33进行组合的动作35可以包括根据例如在图像中识别的界标(landmark)来对第一和第二图像20、33进行配准(register)。对图像进行组合的动作还可以包括基于来自第一和第二采集的组合图像数据14、33的单个组合重建步骤。配准还可以基于基准(fiducial)标记物(marker)或者基于由导航系统提供的位置/方向信息，所述导航系统例如是嵌入超声探头中的位置/方位传感器。配准还可以基于混合方法，该方法把上述基准标记物等与解剖结构界标结合起来。
此外，在对第一和第二图像20、33进行组合的过程中，在组合来自多个仪器的信息的过程中可以采用多模式CAD，从而同时调节(leverage)用于诊断目的的数据。例如，疾病和/或解剖结构的探测和/或分类，以及各种生理过程的功能学习可以通过利用存在于第一和第二图像20、33和/或组合图像36中的多模式信息来调节或增强。
另外，对第一和第二图像20、33进行组合的动作35可以包括并排显示第一和第二图像20、33。可替换地，图像20、33可以被一次显示一个，以使例如可以在每个图像中指示所关心的特定区域的过程中利用来自两个图像的CAD分析。应该记住的是，如上图像的组合能够以任意数目的采集图像实现，也就是两个或更多图像，并且两个图像的组合仅仅是作为例子来描述以简化论述。
在方法10的一个示例性实施例中，图像20、30和/或图像数据14、31的评价以及所关心区域22的识别都与扫描参数26的提取一样被充分自动化。此外，在这样的实现方式中，后续的图像也可以被自动采集并且又促进了附加的自动化图像采集和/或分析。
上面关于图1所描述的方法10可以在图2中所示的成像系统40中实现。在所示的实施例中，系统40是断层合成系统，根据本技术，该系统被设计成既采集原始图像数据，又处理图像数据以供显示和分析。在图2中所示的实施例中，成像系统40包括被定位在可移动和可配置的准直仪44附近的X射线辐射42源，所述准直仪44例如可以被用于对由源42发射的X射线束进行整形(shape)和导向。在一个示例性实施例中，X射线辐射源42的源典型地是X射线管。
准直仪44允许辐射流46传入受检者(例如人类患者48)所放置在的所述区域中。辐射的一部分50穿过或绕过受检者并且撞击(impact)探测器阵列，这主要由附图标记52表示。探测器元件的阵列产生电信号，所述电信号表示入射X射线束的强度。这些信号被采集并处理以便对受检者内的特征的图像进行重建。
源42由系统控制器54来控制，所述系统控制器54为断层合成检查序列提供功率和控制信号。此外，探测器52被耦合到系统控制器54，所述系统控制器54控制在探测器52中采集所产生的信号。系统控制器54还可以执行各种信号处理和过滤功能，例如动态范围的初始调整，数字图像数据的交织等等。通常，系统控制器54控制成像系统的操作来执行检查协议并处理所采集的数据。在本环境中，系统控制器54还包括信号处理电路(常常基于通用或专用数字计算机)、用于存储由计算机执行的程序和例程以及配置参数和图像数据的相关联的存储器电路、接口电路等等。
在图2中示出的实施例中，系统控制器54被耦合到运动子系统56。运动子系统56为源、准直仪(位置和孔形状/大小)、探测器和患者支持件(support)(如果存在的话)中的一个或多个提供定位信息。运动子系统56使X射线源42、准直仪44和探测器52能够相对于患者48被移动。应该注意到，运动子系统56可以包括台架(gantry)或C形臂，从而源、准直仪和探测器可以被旋转地移动。因此，系统控制器54可以被用来操作台架或C形臂。在一些实施例中，运动子系统56还可以成直线地移位或平移源42或支持件，其中患者躺(rest)在所述支持件上。因此，在一些实施例中，源和患者还可以彼此相对成直线地移动。源、准直仪和探测器的其他轨道也是可能的。在一些实施例中，在不同观察角度的采集可以通过使用可单独寻址的源点来实现。
另外，如本领域技术人员将会理解的那样，辐射源可以由布置在系统控制器54内的X射线控制器60来控制。特别地，X射线控制器60被配置成向X射线源42提供功率和定时信号。电机控制器62可以被用于控制运动子系统56的运动。
此外，系统控制器54还被图示为包括数据采集系统64。在该示例性实施例中，探测器52被耦合到系统控制器54，尤其是耦合到数据采集系统64。数据采集系统64接收由探测器52的读出电子器件收集的数据。数据采集系统64常常从探测器52接收经采样的模拟信号并且将数据转换成数字信号以供后续由计算机66处理。
计算机66常常被耦合到系统控制器54。数据采集系统64所收集的数据可以被传送到计算机66，进而被传送到存储器68。应该理解的是，用于存储大量数据的任何类型的存储器都可以被这样的示例性系统40使用。根据上述方法10，计算机系统66被配置成实现在对所关心区域进行识别和分类过程中所需的CAD算法。计算机66还被配置成经由操作员工作站70接收命令和扫描参数，所述操作员工作站70常常配备有键盘或其他输入设备。操作员可以经由输入设备控制系统40。因此，操作员可以从计算机66观察重建的图像和与系统有关的其他数据，启动成像等等。可替换地，如上所述，计算机66可以接收自动或半自动地产生的扫描参数26或接收响应于系统40先前的图像采集而产生的命令。
被耦合到操作员工作站70的显示器72可以被用于观察重建的图像并且被用于控制成像。另外，扫描的图像还可以被传到打印机73上而打印，所述打印机73可以被耦合到计算机66和操作员工作站70。此外，操作员工作站70还可以被耦合到图像存档和通信系统(PictureArchiving and Communications System PACS)74。应该注意到，PACS74可以被耦合到远程系统76，放射科信息系统(Radiology DepartmentInformation System RIS)、医院信息系统(Hospital InformationSystem HIS)或内部或外部网，以使位于不同位置的其他人可以访问图像和图像数据。
另外应该注意的是，计算机66和操作员工作站76可以被耦合到其他输出设备，所述其他输出设备包括标准或专用计算机监视器以及相关联的处理电路。一个或多个操作员工作站70可以在系统中被进一步链接(link)以用于输出系统参数、请求检查、观察图像等等。通常，显示器、打印机、工作站和提供于系统内的类似设备可以在数据采集部件附近，或者可以远离这些部件(例如在机构或医院内的其他地方)，或在完全不同的位置，经由一个或多个可配置的网络(例如因特网、虚拟专用网等等)链接到图像采集系统。
系统40是被用于实现图1所示的方法10的单独成像仪器的例子。在所述方法的示例性实现方式中，患者48的断层合成扫描被首先执行，其中解剖部分被从X射线源42发出的X射线照射。这样的解剖结构区域可以包括患者的胸部、肺、脊柱等等，它们能得到运动子系统56的辅助。发射通过患者48的X射线被探测器52探测到，所述探测器52向系统控制器54提供表示所投射的X射线的电信号数据。当对那些数据进行数字化时，数据被提供给计算机66，在一个实施例中，所述计算机66执行图像的重建并且实现CAD算法以识别可疑区域和/或对不同解剖结构进行分类。
因此，在这样的X射线成像过程中，初始图像可以被获取以识别所关心的区域，如由计算机66执行的那样。在这样做的过程中，所需的扫描参数可以被获得以供在后续图像采集和处理中使用。例如，经由CAD分析对可疑区域的识别可以自动触发通过成像系统40以附加的观察角度、在较高的分辨率下或者使用不同的分辨率或曝光参数对所关心的区域进行附加的X射线采集以便增强后续的图像信息，例如分辨率、形状和尺寸信息和其他相关特性。例如，根据在第一图像中获得的扫描参数，计算机66可以引导系统控制器54，尤其是X射线控制器60和电机控制器62以这样的方式定位X射线源、准直仪、探测器和患者48以便将X射线束从所需的观察角度引向且对准到所关心的区域。因此，附加投射图像可以被采集以提供所关心区域的改善的且更加详细的图像。一旦图像被采集并形成，图像就能够被存储在存储器68中以供经由显示器72进一步检索或呈现给临床医师以用于评价和诊断目的。对于“硬(hard)”区域，可以请求附加采集，所述“硬”区域例如是比如胸部区域中的致密区域，此处初始采集没有穿透到足以获得可接受的图像质量。这样的区域可以使用CAD类型系统(例如通过确定不能被以高置信度分类为“正常”或“良性”的区域)来识别，或者临床医师可以指定“硬”区域，或包含可疑损害的区域。
现在参照图3，示例性组合的超声和断层合成(US/TOMO)成像系统90被描述为在实现图1的方法10中使用的示例性系统。示例性US/TOMO图像分析系统90包括断层合成扫描部件，包括X射线源96和X射线控制电路98，所述X射线源96被配置成发射X射线通过包含患者44的成像体积，所述X射线控制电路98被配置成经由定时和控制信号来控制X射线源96的操作。另外，所包含的X射线扫描部件包括X射线探测器100，该探测器被配置成探测由源96发射的、被患者48衰减之后的X射线。如本领域技术人员将会理解的那样，源96和X射线探测器100可以采用多种方式在结构上相关联。例如，源96和X射线探测器100这二者都可以被安装在可旋转的台架或C形臂上。X射线源96被进一步耦合到X射线控制器98，所述X射线控制器98被配置成向X射线源96提供功率和定时信号。
在所描述的系统中，通过探测器采集电路102从X射线探测器100采集信号。探测器采集电路102被配置成提供任何转换(例如模拟到数字转换)或处理(例如图像标准化、增益校正、伪像校正等等)，所述任何转换或处理常常被执行以便于产生适当的图像。此外，探测器采集电路102可以被配置成例如通过利用前瞻性(prospective)或回顾性(retrspective)门控(gating)技术来采集诊断质量图像。尽管利用了这样的技术，但是采用例如投射域和/或重建图像域中的配准以便考虑呼吸期和/或解剖结构的运动会是有利的。在这样的实施例中，所采集图像的质量高于在患者44呼吸并且没有对呼吸运动进行补偿或校正的实施例中的图像质量。
示例性US/TOMO图像分析系统90还包括超声扫描部件，包括超声换能器92。另外，示例性US/TOMO图像分析系统90包括超声采集电路94，所述超声采集电路94被配置成采集来自超声换能器92的信号。超声采集电路94被配置成提供任何转换或处理，所述任何转换或处理常常被执行以便于产生适当的超声图像。在一个实施例中，由虚线表示，电机控制99也被配置成响应于提供给电机控制99的扫描参数(例如来自US/TOMO分析电路112)而移动或以其他方式定位超声换能器92，这将在下文中描述。
在所描述的实施例中，采集的超声和/或断层合成信号被提供给US/TOMO图像处理电路104。为简单起见，US/TOMO图像处理电路104被描述为单独部件，不过如本领域技术人员将会理解的那样，对于每个成像仪器而言，该电路实际上可以被实现为分立或不同的电路。相反地，所提供的电路可以被配置成处理超声和断层合成图像信号并且从其中产生相应的超声和断层合成图像和/或体积。所产生的超声和断层合成图像和/或体积可以被提供给图像显示电路106以供在显示器108上观察或从打印机110打印出来。
另外，在所描述的实施例中，超声和断层合成图像被提供给US/TOMO分析电路112。所述US/TOMO分析电路112根据分析例程来分析超声和/或断层合成图像和/或体积，所述分析例程例如是计算机可执行的例程，包括可以在通用或专用电路上运行的CAD。特别地，在一个实施例中，US/TOMO分析电路112被配置成指定关于恶性状态存在的概率，和/或对组织中的区域进行分类以用于确定与现有病状相关联的置信度水平。因此，在第二轮数据采集带来的好处下，潜在病状的分类将被改进，从而增加了诊断置信度。电路112可以进一步被适配成测量例如在相应的超声和断层合成图像或在组合的US/TOMO图像数据中在视觉上或自动识别的损害的恶性特性。US/TOMO分析电路112可以识别和/或测量恶性特性，例如关于在TOMO图像数据中观察的损害的形状、血管特性、钙化和/或硬度(solidity)。
因此，在实现图1的方法10的过程中，US/TOMO分析电路112可以对由X射线探测器110采集的第一图像执行CAD分析以识别所关心区域。其后，US/TOMO分析电路112从所关心的那些区域获得扫描参数以便自动地提示超声换能器/探测器92采集所关心区域的第二图像或采集具有所需分辨率或图像质量的图像。因此，这可以包括对整个体积执行超声扫描以便例如确认在由X射线系统采集的图像中获得的“否定(negative)”分类。此外，在所关心区域的第二图像中采集的超声图像数据能够被用于补充从X射线数据集获得的CAD输出，例如把在断层合成X射线数据集中所检测的特征分类为囊肿(cyst)或胞块(mass)。如果需要进一步的评价，则可以使用例如应变成像或多普勒成像来采集附加的超声数据集。另外，可能希望采用被称为“复合”的超声扫描方法，其中通过超声从不同观察角度对所关心的区域进行多次扫描。利用这样的技术能够明显地改善超声扫描的总体图像质量并且进一步增加所关心区域中的解剖结构的分类的置信度。此外，在一些实施例中，来自一个以上仪器(例如来自断层合成或CT和超声)的信息或成像数据可以被用于进一步改善图像质量。一些使用来自多个仪器的图像数据的示例性技术的例子在于2007年3月19日Bernhard Claus提交的、名称为“Muli-modality Mammography Reconstruction Method and System”US专利申请序列号--中得到论述，在此其被并入本文作为参考。
US/TOMO分析电路112还被连接到电机控制99以用于在后续的X射线采集中定位X射线源96。在另一示例性实施例中，在对由X射线探测器100采集的第一图像的CAD分析识别出所关心的区域之后，所关心的这些区域的附加X射线图像可以在附加的观察角度上采集。这样，使用两组图像的重建的图像质量能够被改善，从而引起对成像区域的更好的表征，以及CAD结果中的较高的置信度。
此外，US/TOMO分析电路112例如可以自动地探测损害，所述损害的恶性特性能够被测量，例如通过使用阈值标准或现有技术中已知的用于分割所关心区域的其他技术。可替换地，临床医师或其他观察者可以在超声或断层合成图像和/或体积(例如在显示器108上观察的图像)中的任一个或二者中人工检测损害或其他所关心的区域。根据本技术，临床医师可以根据初始扫描，例如通过在视觉上查看初始图像来人工识别ROI(Region of Interest)。类似地，根据初始扫描，临床医师还可以手动选择在后续成像扫描中将被系统40使用的扫描参数。临床医师然后可以经由输入设备114(例如键盘和/或鼠标)来识别损害以供US/TOMO分析电路112分析。另外，为便于分析，US/TOMO分析电路112或图像处理电路104可以配准超声或断层合成图像以使每个图像中的彼此对应的各区域被对准。照这样，在一个仪器的图像中识别的区域也可以在由其他仪器产生的图像中被正确地识别。例如，可变形(deformable)的配准例程(或其他考虑患者运动的配准例程)可以被US/TOMO图像处理电路104执行或被US/TOMO分析电路112执行以便适当地旋转、平移和/或对各图像进行变形以获得所需的区域一致性。这样的可变形的配准在超声和断层合成数据被连续采集的情况下或在一个仪器(例如超声)的数据采集周期长于另一个仪器(例如断层合成)的情况下是希望有的。如本领域技术人员将会理解的那样，其他获得所需的配准度或一致性的配准技术(例如刚性(rigid)配准技术)也能够与本技术结合使用。
尽管输入设备114可以被用于使临床医师在超声或断层合成图像中识别所关心的区域，但是输入设备114还可以被用于向US/TOMO成像分析电路112提供操作员输入。这些输入可以包括配置信息或其他输入，其可以选择待执行的分析例程或可以例如通过指定所述分析例程所考虑的变量或因素影响这种分析例程的操作。此外，输入可以被从数据库116或其他病史源提供给US/TOMO成像分析电路112，所述数据库116或其他病史源可以包含被并入超声和断层合成图像和/或体积的分析中的信息或因素。
尽管在此仅示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员将会想到许多修改和改变。因此，将会理解的是，所附权利要求旨在覆盖所有这样的落入本发明的真实精神内的修改和改变。
元素列表：
10    用于图像采集和处理的方法
12    采集初始图像数据
14    图像数据
16    产生图像
18    识别所关心的区域
20    第一图像
22    所关心的区域
24    得出扫描参数
26    扫描参数
28    采集图像数据
31    第二图像数据
32    产生图像
33    第二图像
34    显示图像
35    组合第一和第二图像
36    组合的图像
40    成像系统
42    X射线源
44    准直仪
46    辐射
48    人类患者
50    辐射
52    探测器阵列
54    系统控制器
56    运动子系统
60    X射线控制器
62    电动机控制
64    采集系统
66    计算机
68    存储器
70    工作站
72    显示器
73    打印机
74    PACS
76    远程系统
90    成像系统
92    超声换能器
94    采集电路
96    X射线源
98    控制电路
99    电机控制器
100   X射线探测器
102   采集电路
104   处理电路
108   显示器
110   打印机
112   分析电路
114   输入设备