Результат интеллектуальной деятельности: ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПРИ ПОМОЩИ ОДИНОЧНОГО СКАНИРОВАНИЯ С НЕСКОЛЬКИМИ ПРОЦЕДУРАМИ

Следующее, в целом, относится к формированию изображений и находит конкретное применение в формировании изображений компьютерной томографии (CT), более конкретно к одиночному сканированию с протоколом, который основан на нескольких разных процедурах формирования изображения, и обработке данных формирования изображения и/или представлению и/или отправке отчета об обработанных данных формирования изображения. Однако оно также пригодно для других сфер применения формирования медицинских изображений и сфер применения формирования немедицинских изображений.

Как правило, компьютерный томограф (CT) включает в себя рентгеновскую трубку, которая испускает радиацию, которая проходит через обследуемую область, и пациент поддерживается внутри него при помощи средства поддержки пациента. Матрица детекторов обнаруживает радиацию, проходящую сквозь обследуемую область и пациента. Матрица детекторов генерирует сигнал, являющийся характерным для обнаруженного излучения. Средство реконструкции реконструирует сигнал и формирует объемные данные изображения, являющиеся характерными для пациента. Объемные данные изображения могут быть обработаны для генерирования одного или более изображений пациента. Одно или более изображений могут быть отображены на мониторе и/или отпечатаны на пленке.

В целом, один или более протоколов сканирования, предназначенных для целей получения анатомических данных, генерируются для множества различных анатомических структур. Как пример, один или более протоколов разработаны конкретно для сканирования костей, в то время как один или более других протоколов разработаны для сканирования мягких тканей, такого как сканирование печени или головного мозга. Каждый протокол конфигурируется при помощи числовых значений параметров сканирования на основе каждой конкретной анатомической структуры. Примеры таких параметров сканирования включают в себя величину тока в миллиамперах (mA), величину пикового напряжения в киловольтах (kVp), толщину среза, разрешение, количество срезов и т.д.

К сожалению, при использовании таких протоколов, предназначенных для целей получения анатомических данных, пациент, подвергающийся сканированию мягких тканей и сканированию костей, зачастую сканируется и облучается дважды, один раз для сканирования мягких тканей и один раз для сканирования костей, причем каждое сканирование увеличивает дозу радиации пациента в течение жизни. Кроме того, сканирования могут выполняться в два различных момента времени и/или в разных местах, причем результаты первого сканирования могут быть не доступны полностью и являться отдельными от результатов другого сканирования. Кроме того, регулярное сканирование, такое как некоторые типы проверочного сканирования (например, колонография CT), не может быть выполнено вследствие того, что сканирование не было включено в состав предварительно утвержденного списка процедур. В одном случае это может произойти вследствие опасения облучения пациентов без симптомов.

Аспекты настоящей заявки устраняют вышеупомянутые и другие трудности.

В соответствии с одним аспектом, способ включает в себя прием данных формирования изображений, сгенерированных системой формирования изображений, для сканирования, выполняемого с использованием протокола формирования изображений с параметрами, которые основаны на множестве различных процедур формирования изображений. Способ дополнительно включает в себя обработку данных формирования изображений с использованием, по меньшей мере, одного алгоритма, соответствующего, по меньшей мере, одной из множества различных процедур формирования изображений. Способ дополнительно включает в себя представление обработанных данных формирования изображений.

В соответствии с другим аспектом, система включает в себя банк протоколов для хранения одного или более протоколов формирования изображений. По меньшей мере, один из протоколов основан на множестве различных процедур формирования изображений. Кроме того, система включает в себя систему формирования изображений, используемую для сканирования пациента на основе, по меньшей мере, одного протокола, причем система формирования изображений выполнена с возможностью генерирования характерных для нее данных формирования изображений. Система дополнительно включает в себя процессор данных формирования изображений, который обрабатывает сгенерированные данные формирования изображений с использованием, по меньшей мере, одного алгоритма, соответствующего, по меньшей мере, одной из множества различных процедур формирования изображений. Система дополнительно включает в себя компонент представления, который представляет обработанные данные формирования изображений.

В соответствии с другим аспектом представлен машиночитаемый носитель информации, содержащий команды, которые, при выполнении компьютером, предписывают выполнение компьютером этапов, на которых принимают данные формирования изображений, полученные с протоколом формирования изображений, который основан на процедурах формирования изображений на основе колонографии, измерения минеральной плотности костной ткани, оценки жировых тканей и определения кальциевого индекса сосудов, обрабатывают данные формирования изображений с использованием, по меньшей мере, одного алгоритма, соответствующего, по меньшей мере, одной из процедур формирования изображений, и представляют обработанные данные формирования изображений.

В соответствии с другим аспектом, способ включает в себя выполнение процедуры формирования изображений с использованием протокола, оптимизированного для множества различных процедур формирования изображений, и генерирование данных формирования изображений, определение того, что протокол удовлетворяет, по меньшей мере, одной другой процедуре формирования изображений, ассоциацию данных формирования изображений с первым признаком, указывающими, что данные формирования изображений удовлетворяют, по меньшей мере, одной другой процедуре формирования изображений, и сохранение данных формирования изображений и первого признака в первой базе данных.

Изобретение может принимать форму в виде различных компонентов и структур компонентов и в виде различных этапов и комбинации этапов. Чертежи предоставлены исключительно в целях иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не должны рассматриваться в качестве ограничения изобретения.

Фиг.1 иллюстрирует иллюстративную систему анализа данных формирования изображений применительно к системе формирования изображений.

Фиг.2 иллюстрирует иллюстративный графический пользовательский интерфейс для представления данных формирования изображений и/или полученной из них информации.

Фиг.3 иллюстрирует иллюстративный способ.

Фиг.1 иллюстрирует систему 100 формирования изображений, такую как компьютерный томограф (CT). Система 100 формирования изображений включает в себя неподвижный гентри 102 и вращающийся гентри 104, который поддерживается с возможностью вращения посредством неподвижного гентри 102. Вращающийся гентри 104 вращается вокруг обследуемой области 106 вокруг продольной оси или оси Z.

Источник 108 излучения, такой как рентгеновская трубка, поддерживается посредством вращающегося гентри 104 и вращается вместе с ним вокруг обследуемой области 106. Источник 108 излучения испускает радиацию, а коллиматор коллимирует испускаемую радиацию и производит, в целом, веерный, клиновидный или конусообразный пучок излучения, который проходит сквозь обследуемую область 106.

Матрица 110 чувствительных к излучению детекторов также поддерживается посредством вращающегося гентри 104 и стягивает круговую дугу на другой стороне от источника 108 излучения, расположенного напротив обследуемой области 106. Матрица детекторов 110 обнаруживает излучение, которое проходит сквозь обследуемую область 106 и формирует характерные для нее данные проецирования.

Средство 112 поддержки пациента, такое как кушетка, поддерживает пациента в обследуемой области 106.

Вычислительная система 114 общего назначения выполняет функции консоли оператора. Консоль включает в себя, по меньшей мере, один процессор и программные средства или выполнимые компьютером команды, находящиеся в машиночитаемом носителе информации. Программные средства, при выполнении их посредством процессора или другого процессора, позволяют оператору управлять работой системы 100, включая выбор протокола формирования изображений, создание протокола формирования изображений, изменение протокола формирования изображений, инициализацию сканера, передачу данных формирования изображений и т.д.

В банке 116 протоколов хранится один или более протоколов сканирования или протоколов формирования изображений для использования их посредством системы 100. По меньшей мере, один из протоколов в банке 116 протоколов приспособлен для ряда различных процедур формирования изображений. Например, в одном случае, по меньшей мере, один из протоколов оптимизирован для четырех (4) различных процедур формирования изображений, включающих в себя такие процедуры формирования изображений, как колонография, измерение минеральной плотности костной ткани, оценка жировых тканей и определение кальциевого индекса сосудов (артериальных). В одном случае, протокол оптимизируется относительно совокупных требований сканирования различных процедур формирования изображений, в противоположность требованиям сканирования отдельного конкретного протокола. В другом случае, весовой коэффициент (например, от 0 до 1) используется для фокусирования или центрирования протокола на вспомогательном наборе из одной или более различных процедур формирования изображений. Для одной или более различных процедур формирования изображений может быть оптимизирован еще один протокол.

Иллюстративное сканирование колонографии включает в себя сканирование живота и таза, причем толстая кишка пациента, инсуфлируется для интерпретации отклонений внутренней структуры толстой кишки. Иллюстративное сканирование минеральной плотности костной ткани включает в себя сканирование живота и таза, а результаты используются для измерения плотности костной ткани пациента, например, для диагностирования/проверки на наличие остеопороза. Сканирование для оценки жировой ткани используется для измерения висцерального и/или подкожного жира. Сканирование для определения кальциевого индекса сосудов используется для генерирования кальциевого индекса сосудов, который указывает на наличие и/или степень кальцификации сосудов.

Посредством использования протокола, сгенерированного на основе ряда различных процедур формирования изображений для сканирования, данные формирования изображений из одного сканирования будут использоваться для всех четырех процедур формирования изображений (для колонографии, плотности костной ткани, оценки жировой ткани и определения кальциевого индекса сосудов). Как отмечалось выше, такой протокол может быть оптимизирован на основе совокупности всех процедур формирования изображений, взвешенной совокупности, вспомогательного набора процедур формирования изображений или иным способом.

В одном варианте осуществления, банк 116 протоколов является базой данных (или находящаяся в нем информация может быть дополнительно предоставлена в базу данных), которая расположена локально или удаленно относительно консоли 114. В этом варианте осуществления, по меньшей мере, один протокол в банке 116 протоколов включает в себя или ассоциирован с информацией (например, метаданными, разделителями, признаками, "таблицей соответствия" и т.д.), которая указывает, какой процедуре(ам) отображения она удовлетворяет. Эта информация может быть доступна уполномоченному персоналу (например, врачам-экспертам, врачам-радиологам, техническому персоналу и т.д.), и она может быть использована (как есть или в измененном виде) для следующего сканирования. Рабочая консоль, сеть или другое приложение могут быть использованы для ведения поиска в базе данных на предмет вероятных протоколов для процедуры формирования изображения на основе различных критериев, таких как информация о пациенте, целевой процедуре формирования изображения и т.д.

Таким же образом, данные формирования изображений (и/или полученная информация, и/или обработанные данные формирования изображений) из сканирований, выполненных с использованием таких протоколов, могут быть помечены или ассоциированы с информацией, которая указывает, какой процедуре(ам) формирования изображения она удовлетворяет. Данные формирования изображений могут храниться в базе данных, такой как система передачи и архивации изображений (PACS), рентгенологическая информационная система (RIS), больничная информационная система (HIS) и/или база данных. Аналогично, рабочая консоль, сеть или другое приложение могут быть использованы для выполнения поиска в базе данных на предмет предшествующих процедур формирования изображений на основе таких критериев, как информация о пациенте, представляющая интерес процедура(ы) формирования изображения, подходящая(ие) процедура(ы) формирования изображений и т.д. В одном случае это позволяет врачу вводить запрос на новую процедуру сканирования и определять, включают ли в себя предшествующие сканирования для формирования изображений данные, необходимые для новой процедуры сканирования. Это может устранить или заменить новую процедуру сканирования или обеспечить данные для исторического сравнения.

Генератор 118 протоколов формирует протоколы формирования изображений, включая в себя протоколы, сохраненные в банке 116 протоколов. Иллюстрированный генератор 118 протоколов включает в себя процессор, который формирует протоколы на основе конкретного набора процедур формирования изображений, таких как отмеченные выше, и пользовательского или другого ввода. Поскольку набор процедур формирования изображений включает в себя такие процедуры формирования изображений, как колонография, измерение минеральной плотности костной ткани, оценка жировой ткани и определение кальциевого индекса сосудов, генератор 118 протоколов может сгенерировать протокол формирования изображений, который оптимизирован на основе совокупности, взвешенной совокупности, вспомогательного набора и т.д. процедур формирования изображений, на основе колонографии, измерения минеральной плотности костной ткани, оценки жировой ткани и определения кальциевого индекса сосудов.

Входные данные, предоставленные на генератор 118 протоколов, могут включать в себя такую информацию, как то, какая именно из процедур формирования изображений, если таковые вообще имеются, предназначена для диагностических целей и/или какая именно из процедур формирования изображений, если таковые вообще имеются, предназначена для целей проверки. Затем генератор 118 протоколов может принять в расчет эту информацию при генерировании протокола. Например, такая информация может сопоставляться с конкретной схемой весовых коэффициентов, где диагностические процедуры формирования изображений имеют веса выше, чем не диагностические процедуры формирования изображений. В другом примере, генератор 118 протоколов может использовать таблицу соответствия или другой предварительно определенный список для определения того, является ли процедура отображения диагностической или проверочной процедурой формирования изображений.

Средство 122 реконструкции реконструирует данные проецирования и генерирует характерные для них объемные данные изображения.

Процессор 124 данных формирования изображений включает в себя микропроцессор 126 и машиночитаемый носитель информации, такой как запоминающее устройство 128. В запоминающем устройстве 128 хранятся выполнимые компьютером команды, которые выполняются посредством микропроцессора 126. Процессор 124 данных формирования изображений изображен отдельно от системы 100. Также он может быть частью специализированного автоматизированного рабочего места, настольного компьютера, сервера и/или другой вычислительной системы. В другом варианте осуществления, процессор 124 данных формирования изображений является частью консоли 114.

Команды включают в себя один или более алгоритмов для обработки реконструированных и/или начальных данных формирования изображений из системы 100 и/или получения информации из нее. Иллюстрированное запоминающее устройство 128 включает в себя алгоритм 130 колонографии, алгоритм 132 измерения минеральной плотности костной ткани, алгоритм 134 оценки жировой ткани, алгоритм 136 определения кальциевого индекса сосудов и один или более других алгоритмов 138.

Компонент 140 представления представляет обработанную и/или полученную информацию и/или другую информацию. Он может включать в себя представление начальных данных формирования изображений, реконструированных данных формирования изображений, индексов и/или другой информации. Как более подробно описывается далее, компонент 140 представления может представлять такую информацию в графическом пользовательском интерфейсе (GUI), отображенном на мониторе. Выполнимые компьютером команды для GUI 200 могут быть сохранены в запоминающем устройстве 128 и/или другом устройстве хранения данных.

Фиг.2 иллюстрирует пример GUI 200 (графического пользовательского интерфейса). GUI включает в себя одну или более активируемых пользователем областей 202, которые запускают один или более алгоритмов, сохраненных в запоминающем устройстве 128. Активируемые пользователем области 202 могут быть активированы при помощи различных устройств ввода, таких как мышь, цифровая ручка, клавиатура, сенсорный экран и/или другое устройство ввода.

Область 204 загрузки данных позволяет пользователю выбирать сохраненные данные формирования изображений, включающие в себя начальные и/или реконструированные данные формирования изображений, для анализа. Такие данные могут храниться локально или удаленно относительно системы, выполняющей приложение GUI. Для примера, данные могут храниться на локальном жестком накопителе, портативном носителе данных или в удаленной базе для хранения данных. Примеры удаленной базы хранения данных включают в себя систему передачи и архивации изображений (PACS), рентгенологическую информационную систему (RIS), больничную информационную систему (HIS) и/или другое устройство хранения данных, базу данных и/или архивную систему. Удаленно размещенные данные могут быть получены по сети, шине или подобному.

Иллюстрированный GUI 200 также включает в себя область 206, запускающую алгоритм колонографии, область 208, запускающую алгоритм измерения минеральной плотности костной ткани, область 210, запускающую алгоритм оценки жировой ткани, и область 212, запускающую алгоритм определения кальциевого индекса сосудов. Область 206-212, запускающая алгоритм, отдельно выбирается пользователем. Это дает пользователю способность выбирать один или более тип(ов) анализа для его выполнения для выбранных исходных и/или реконструированных данных формирования изображений. Например, если пользователь желает выполнить анализы колонографии, измерения минеральной плотности костной ткани, оценки жировой ткани и определения кальциевого индекса сосудов, то пользователь активирует все четыре области 206-212. Если пользователь желает выполнить вспомогательный набор анализа колонографии, измерения минеральной плотности костного материала, оценки жировой ткани и определения кальциевого индекса сосудов, то пользователь активирует области 206-212, соответствующие вспомогательному набору. Если пользователь желает выполнить другой анализ, то пользователь не активирует ни одной из областей 206-212.

Область 214 формата представления предоставляет варианты, которые позволяют пользователю предварительно выбирать, как и какие результаты анализа будут отображены. Например, GUI 200 или другое окно, представленное на устройстве отображения, может быть разделено на четыре различных окна или экрана, с одним для каждого из анализов, а именно колонографии, измерения минеральной плотности костного материала, оценки жировой ткани и определения кальциевого индекса сосудов. В другом случае, анализ дает в результате один или более алгоритмов, которые также будут представлены в одном и том же окне. Результаты анализов могут включать в себя, но не ограничиваться, различную информацию, такую как изображения (двухмерные, трехмерные, четырехмерные и/или видеофрагмент), индексы, комбинацию изображений и индексов и/или другую информацию. Также GUI 200 может быть связан с файлом с установленными по умолчанию предварительными настройками, который может предоставить установленный по умолчанию формат представления. В этом случае может быть опущена область 214.

Область 216 отчета об активированных пользователем командах позволяет пользователю указывать, должно ли быть сгенерировано сообщение, какую информацию включать в состав отчета, куда посылать отчет и т.д. В одном случае, область 216 отчета об активированных пользователем командах формирует окно со списком вариантов отчета, которые могут выбираться посредством пользователя. В другом случае, генерируется один исчерпывающий отчет, который включает в себя результаты и/или другую информацию о каждой из различных процедур формирования изображений из одного сканирования. Также процессор 124 данных формирования изображений может объединять и присоединять различные процедуры формирования изображений в единый исчерпывающий отчет.

Область 218 выполнения активированных пользователем команд позволяет пользователю запускать процессор 126 для выполнения машиночитаемых команд, соответствующих выбранным областям 206-212 приложений.

Фиг.3 иллюстрирует иллюстративную последовательность выполняемых действий.

На этапе 302, на основе множества различных процедур формирования изображений генерируется протокол формирования изображений. Как обсуждалось выше, в одном случае протокол генерируется и оптимизируется на основе ряда процедур формирования изображений, включающих в себя колонографию, измерение минеральной плотность костного материала, оценку жировой ткани и определение кальциевого индекса сосудов. В одном случае, протокол формирования изображений включает в себя сканирование живота и таза с параметрами, оптимизированными для предшествующих процедур формирования изображений. Как отмечалось в настоящем документе, сгенерированный протокол может быть связан с информацией, относящейся к процедуре(ам) формирования изображений, которой он удовлетворяет (например, для диагностики, проверки или для других целей), сохраняемой и доступной уполномоченному персоналу.

На этапе 304, для сканирования пациента выбирается протокол формирования изображений. Выбранный протокол может являться протоколом, сгенерированным для конкретного пациента и процедуры формирования изображений, которая будет выполнена, предыдущего сканирования пациента, предыдущего сканирования другого пациента, или другим протоколом, как обсуждалось в настоящем документе.

На этапе 306, пациент сканируется с использованием выбранного протокола. Аналогично, полученные в результате данные формирования изображений и/или полученные из них данные могут быть помечены или иным способом ассоциированы с информацией относительно процедур(ы) формирования изображений, которой она удовлетворяет, сохраняемой и доступной уполномоченному персоналу.

На этапе 308, пользователь выбирает один или более алгоритмов анализа, включающих в себя один или более из алгоритмов колонографии, измерения минеральной плотности костной ткани, оценки жировой ткани и определения кальциевого индекса сосудов.

На этапе 310, данные формирования изображений из сканирования обрабатываются с использованием выбранных одного или более алгоритмов анализа. Аналогично, обработанные данные формирования изображений могут быть помечены или иным способом ассоциированы с информацией относительно процедур(ы) формирования изображений, которой они удовлетворяют, сохраняемой и доступной для уполномоченного персонала.

На этапе 312, представляются результаты обработки. Как описывается в настоящем документе, это может включать в себя параллельно представление информации (например, изображений, индексов и т.д.) для одного или более различных приложений в отдельном или том же самом вспомогательном окне на устройстве отображения.

Как отмечено в настоящем документе, такой протокол позволяет анализировать данные формирования изображений из одного сканирования для получения информации колонографии, измерения минеральной плотности костной ткани, оценки жировой ткани и определения кальциевого индекса сосудов.

Рассмотренное выше может быть реализовано посредством машиночитаемых команд, которые, при выполнении компьютерным процессором(ами), предписывают выполнение процессором(ами) описанных в настоящем документе действий. В таком случае, команды сохраняются в машиночитаемом носителе информации, таком как запоминающее устройство, связанном с соответствующим компьютером, и/или доступным ему другим способом.

Несмотря на то, что иллюстрированный пример обсуждается применительно к использованию данных колонографии CT для анализов измерения минеральной плотности костного минерала, кальцификации аорты и оценки жировых тканей, следует понимать, что и другие данные могут быть использованы дополнительно или альтернативно для анализов измерения минеральной плотности костяной ткани, кальцификации аорты и оценки жировой ткани, и/или данные колонографии CT, захваченные с использованием показанных в настоящем документе подходов, могут быть использованы для других типов анализов.

В настоящем документе изобретение было описано со ссылкой на различные варианты осуществления. После прочтения изложенного в настоящем документе описания могут возникнуть модификации и изменения до других вариантов осуществления. Подразумевается, что изобретение рассматривается, как включающее в себя все такие модификации и изменения, поскольку они подпадают под объем приложенной формулы изобретения или ее эквивалентов.