[发明专利]医学图像的计算机辅助定性定量分析的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及可疑异常的医学图像(医学影像)和检测的计算机辅助分析的领域。具体而言，本发明涉及一种方法和系统，用于处理由多模态(多个模态，multiple modalities)获得的医学图像，包括动力学和形态特征的分析以及异常的自动检测和来自多模态的医学图像的分析。

背景技术

磁共振成像(MRI)是作为用于乳房异常成像的强大工具而出现的。一般而言，由于丰富的软组织反差、薄截面和多平面能力，所以MRI提供比传统的成像模态更好的乳房病变(损伤)的表征。

传统上，分析并分类病变形态，以区分来自可能癌肿瘤的良性病变。例如，美国放射学学会(American College of Radiology，ACR)几年来已经开发出一套特征和词典(一种数据辞典系统)，与乳房成像报告和数据系统(BI-RADS)一起使用。BI-RADS MRI词典指出以下形态特征可能与良性病变相关：

  形状  圆形、卵形或小叶形  边缘  平滑  团块增强(mass enhancement)  均匀，没有反差增强，非增强性内在隔膜

在另一方面，BI-RADS MRI词典指出，以下特征可能描述了恶性肿瘤的可能性：

  形状  不规则  边缘  有毛刺  团块增强  不均匀，边缘增强，管状延伸

近来，越来越多的注意力关注到乳房病变的反差增强的MRI上。在检查之前或期间，将反差增强剂注射到患者胳膊的静脉中。典型地，使用钆基反差剂(例如，Gd-DTPA)。使用反差剂倾向于在正常组织和异常组织之间提供更大的反差。反差增强源于以下事实：肿瘤的生长和代谢潜力能够直接关系到周围血管增生的程度。对于直径上生长超过几个毫米的肿瘤，需要形成将提供存活所必需的氧和营养的血管。这些新血管以紊乱模式增生，并且质量差，因而使它们发生渗漏并导致血液汇集于肿瘤周围。对来自可扩散反差剂的信号的分析有助于乳房中的可疑异常的检测和表征。

信号强度随时间的定量研究(或动力学曲线)，增强和动力学水平随时间的变化(例如上行和下行行为)，暗示了恶性病变可能是迅速增强的区域，在注射后1分钟和3分钟之间达到它们的峰增强。良性病变增强更慢，其中在几分钟之后才出现峰增强。

动力学曲线的形状也能成为病变是否是恶性的良好指示。研究发现，描述良性病变的动力学曲线倾向于是直的或稍微弯曲的(类型I)。对于弯曲类型，时间-信号强度继续增加而生长一般会较慢，并且曲线在后期的后-反差期(由于饱和效应)而变平坦。另一方面，暗示或指示恶性肿瘤的动力学曲线显示出一个平台或一个下行段。平台型(类型II)显示一个初始上行，之后增强陡然截止，而信号强度在中间和后期的后-反差期内平稳。下行类型(类型III)显示一个初始上行，之后增强陡然截止，而信号强度在中间的后-反差期(反差剂注射后2～3min)内降低(下行)。