BRPI0917748A2 - sistema de processamento de imagem, estação de trabalho médico da imagem latente, método de geração de uma visualização de uma imagem médica e produto de programa de computador - Google Patents
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Abstract
geração de visualizações de imagens médicas trata-se de um sistema para gerar uma visualização de uma imagem médica que compreende uma entrada (1) para receber a informação indicativa de um diagnóstico suspeito de um paciente. uma entrada ( 2) para receber uma imagem médica do paciente. um mapeador ( 3) para mapear o diagnóstico suspeito do paciente para um conjunto de parâmetros de visualização para visualizar a imagem médica. um gerador da visualização (8) para prover uma visualização da imagem médica de acordo com o conjunto de parâmetros de visualização. um banco de dados (4) para mapear um diagnóstico suspeito em um conjunto de parâmetros de visualização genérica. um transformador ( 5) para transformar o ·-conjunto de~ - parâmetros-de v±-sualização genérica em um conjunto de parâmetros de visualização específica da imagem com base no conteúdo da imagem médica.
Description
SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, ESTAÇÃO DE TRABALHO MÉDICO DA IMAGEM LATENTE, MÉTODO DE GERAÇÃO DE UMA VISUALIZAÇÃO DE UMA IMAGEM MÉDICA E PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR
CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção refere-se à geração de uma visualização de uma imagem médica.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
à medida que as tecnologias de imagens médicas avançam, cada vez mais séries de dados de imagens são adquiridas por scanners médicos para facilitar o diagnóstico. Para um determinado paciente, com base na informação coletada sobre o paciente, o clínico tem a tarefa de estabelecer um diagnóstico do paciente. Para esta fina1idade, o clínico pode ter um diagnóstico-hipotético que ele _ deseja_ confirmar ou rejeitar, com base nos resultados do exame do paciente, tais como imagens médicas ou resultados de laboratório. No caso de f imagens médicas, o-clínico—mapeia—a hipótese nos elementos da j imagem que pode a j udar a conf irmar ou a r e j e i tar o diagnóstico, Para obter os elementos da imagem, o clínico precisa não somente adquirir as imagens médicas necessárias, ---------utilizando -.uma modal idade__de formação de imagem tal como raios X, CT, ou MR, mas ele também precisa gerar Φ visualizações apropriadas dos dados da imagem médica adquiridos. Tais visualizações podem ser geradas utilizando um sistema de processamento de imagem. Tal geração de visualizações pode incluir o ajuste manual de níveis apropriados de contraste e brilho, de níveis de zumbido, e alteração de imagem, por exemplo. Os dados de imagens
3o tridimensionais podem ter que ser processados para criar, por exemplo, uma vista fatiada, uma vista reformatada mulüiplanar, ou uma vista em perspectiva de uma perspectiva particular. Neste processo, a geraçao manual das
2/23 visualizações pode ser muito demorada. Por exemplo, para diagnosticar um tipo particular de câncer, os elementos necessários da imagem pode incluir o realce do vaso em uma região de um órgão específico. Para poder obter tais elementos da imagem de uma imagem médica tridimensional, o clínico deve ter que criar vistas em seção transversal apropriadas ou vistas renderizadas tridimensionais que mostram os vasos particulares dentro do órgão. Estas etapas podem ser demoradas.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
Seria vantaj oso que se tivesse um sistema aperfeiçoado para gerar uma visual izaçao de uma imagem médica. Para melhor solucionar esse problema, em um primeiro aspecto da invenção é apresentado um sistema que compreende:
- uma entrada para ..receber a informação relacionada a um diagnóstico suspeito de um paciente,·
- uma entrada para receber uma imagem médica do paciente; — ------------------------- - .......
- um mapeador para mapear o diagnóstico suspeito do paciente para um conjunto de parâmetros de visualização para visualizar a imagem médica; e
- um gerador de visualizações_ para fornecer uma visualização da imagem médica de acordo com o conjunto de parâmetros de visualização.
O sistema provê desse modo uma visualização da imagem médica que é associada, através do conjunto de parâmetros de visualização, com o diagnóstico suspeito. Ao gerar automaticamente uma visualização relevante a um diagnóstico suspeito, a carga de ter que gerar manualmente a visualização para confirmar ou rejeitar esse diagnóstico é eliminada pelo clínico. Consequentemente, a visualização de imagens médicas para executar diagnósticos torna-se mais eficiente porque poucas operações manuais sao necessárias.
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Além disso, a geração da visualização pode se tornar mais consistente porque as visualizações são obtidas automaticamente.
O mapeador pode compreender um banco de dados para mapear um diagnóstico suspeito em um conjunto de parâmetros de visualização genérica, e um transformador para transformar o conjunto de parâmetros de visualização genérica em um conjunto de parâmetros de visualização específica da imagem, baseado no índice da imagem médica. Em muitos casos, a visualização desejada só é disponível em relação a algum aspecto do conteúdo da imagem. A tabela de mapeamento e o transformador tornam os parâmetros de visualização específica da imagem, levando este conteúdo da imagem em consideração. Isto permite a obtenção de visualizações mais exatas, permitindo que -um - diagnóstico -suspeito particular- seja confirmado ou rejeitado.
Os parâmetros de visualização genérica podem ser def inidos- a - respeito — de um modelo — da- imagem, — e “ o transformador pode compreender
- um adaptador de modelo para adaptar o modelo da imagem à imagem médica, para obter um conjunto de parâmetros de_adaptação; e . ... - -- - —- - — ----- -
- um adaptador de parâmetro para adaptar o conjunto de parâmetros de visualização genérica ao conjunto de parâmetros de visualização específica da imagem, com base no conjunto de parâmetros de adaptação.
Os. parâmetros de visualização genérica podem ser expressos a respeito de um modelo da imagem, que é uma maneira relativamente robusta e intuitiva de expressar os parâmetros de visualizaçao genérica.
O modelo pode compreender um modelo da forma. Os modelos da forma são apropriados, por exemplo, para localizar um objeto que deve estar presente na imagem. Com a definição
4/23 dos parâmetros de visualização genérica em relação ao modelo da forma, eles podem ser expressos em relação ao objeto que deve ser esperado na imagem.
Os parametros de visualizaçao genérica podem compreender um parâmetro geométrico em relação ao modelo da imagem. Os parâmetros geométricos da imagem são aspectos importantes de uma visualização. A definição dos mesmos em relação ao modelo da imagem permite definir qs parâmetros geométricos da imagem de uma maneira genérica aplicável a 10 muitas imagens que poderíam ser utilizadas para fazer o diagnóstico suspeito particular. Por exemplo, um ou mais dos parâmetros de visualização genérica são fornecidos com respeito a um modelo da forma.
Um meio indicador de elementos de imagem pode ser
15. provido- para indicar .ura -elemento-da · imagem ao - qual a visualização da imagem médica é dirigida. Desta maneira, o usuário do sistema é alertado com o elemento da imagem que
- ele podería formar com -essa visual i zação. —Ele~permi te que-o usuário compreenda a razão porque o sistema gerou essa 20 visualização. Além disso, torna fácil para que o usuário saiba o que deve procurar na imagem. Um meio indicador de diagnóstico suspeito p.ode ser provido, para—indicar a um usuário um diagnóstico suspeito associado com a visualização da imagem médica. Isto ajuda a lembrar o radiologista sobre o 25 diagnóstico suspeito.
O mapeador pode ser arranjado para gerar uma lista ordenada dos conjuntos de parâmetros de visualização; a saída pode ser arranjada para prover as visualizações respectivas da imagem médica de acordo com os conjuntos respectivos de 30 parâmetros de visualização, na ordem definida pela lista ordenada. Isto permite a revisão eficiente de uma seqüência de imagens úteis que são relevantes para fazer um diagnóstico.
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Uma estação de médicas pode compreender o indicado.
Um método de trabalho de formação de imagens sistema de processamento de imagem processamento de imagem pode compreender:
a recepção da info rmaç ão re1ac ionada a um diagnóstico suspeito de um paciente;
- a recepção de uma imagem médica do paciente;
- o mapeamento do diagnóstico suspeito do paciente para um conjunto de parâmetros de visualização para visualizar a imagem médica; e
- a provisão de uma visualização da imagem médica de acordo com o conjunto de parâmetros de visualização.
Pode ser provido um produto de programa de 15 computador, -que .. compreende - instruções - executáveis -por computador para fazer com que um sistema computadorizado execute o método indicado.
- - - será apreciado pelos técnicos no-assuntoquo dois ou mais das realizações, implementações e/ou aspectos acima 20 mencionados da invenção podem ser combinados de qualquer maneira considerada útil.
Modificações e _ya_riações_dQ aparelho de aquisição de imagem, da estação de trabalho, do método, e/ou produto programa de computador, que correspondem às modificações e 25 variações descritas do sistema, podem ser efetuadas por um técnico no assunto com base na presente descrição.
Um técnico no assunto irá apreciar que o método pode ser aplicado a dados de imagens multidimensionais, por exemplo, a imagens bidimensionais (2-D), tridimensionais (330 D) ou quadridimensionais (4-D) , adquiridas por várias modalidades de aquisição tais como, mas sem ficar a eles limitadas, Formação de Imagens de Raios X padrão, Tomografia Computadorizada (CT), Formação de Imagem de Ressonância
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Magnética (MRI) , Ultra-som (US) , Tomografia com Emissão de Positrons (PET) , Tomografia Computadorizada de Emissão de Fôtons Simples (SPECT), e Medicina Nuclear (NM).
ή invenção é definida por reivindicações independentes. As realizações vantajosas são definidas nas reivindicações dependentes.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Estes e outros aspectos da invenção serão ainda elucidados e descritos com referência aos desenhos, nos quais:
a Figura 1 mostra um diagrama de blocos que ilustra aspectos de um sistema de processamento de imagem;
a Figura 2 mostra um diagrama de blocos que representa um método de geraçao de uma visualizaçao, — a—Figura 3 mostra uma visual izaçao_de um exemplo de í
um modelo da forma;
a gu-ra 4 mostra um plano de corte definido com respeito ao~modeloda_forma; - ‘ a Figura 5 mostra uma fatia sagital de um imagem MR do cérebro;
- a Figura 6 mostra o modelo da forma adaptado à imagem MR do. cérebro;------- ------------ ---------------- -a Figura 7 mostra uma interseção da imagem MR do cérebro que corresponde ao plano de corte definido com respeito ao modelo da forma.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES
Para um determinado paciente, com base nos dados do paciente, particularmente conj untos de dados de imagens médicas adquiridas e uma ou mais hipóteses iniciais de uma doença ou diagnóstico, o radiologista têm que confirmar ou rejeitar as hipóteses para derivar um diagnóstico diferencial. Para esta finalidade, ele mapeia uma hipótese para os elementos da imagem específicos da hipótese que devem
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V confirmar ou rejeitar tal hipótese. Se o clínico puder demonstrar tal elemento da imagem, ele pode confirmar a hipótese, caso contrário ele pode rejeitar a hipótese. Alternativamente, a capacidade de demonstrar a presença de elementos particulares da imagem pode fazer parte de um processo para diagnosticar um paciente. Para confirmar ou rejeitar a presença de um elemento da imagem, o clínico gera visualizações apropriadas dos dados do paciente, e identifica os elementos nas visualizações. A geração das visualizações dos dados de pacientes para verificar os elementos da imagem que suportam ou que rejeitam uma determinada hipótese é um processo principalmente manual demorado executado pelo radiologista/médico (leitor).
Para permitir a geração rápida da visualização, pode ser-provido um sisiema .que mapeia. automaticamente as hipóteses para informação de visualização apropriada para confirmar ou rejeitar elementos da imagem. Tal informação da visualização -pode -conter-, por exemplo-, a -informação- da projeção com respeito a um modelo anatômico, uma tabela de consulta com respeito a um modelo de tecido e/ou protocolo de formação de imagem, fundindo parâmetros para imagens múltiplas, ou .. informação . que_______instrui um sistema computadorizado para realçar determinadas estruturas quando da exibição de uma imagem médica.
A informação para executar o mapeamento de uma hipótese em uma maneira particular de exibir uma imagem médica pode ser armazenada em uma enciclopédia médica ou um banco de dados, que podem ser integrados em um sistema de processamento de imagens médicas.
A Figura 1 ilustra um sistema para gerar uma visualização de uma imagem médica. Um ou mais elementos do sistema podem ser implementados utilizando instruções que compreendem código de software para ser executado em um
8/23 sistema computadorizado, tal como uma estação de trabalho médica, um computador pessoal, ou um sistema de armazenamento, recuperação e visualização de imagens médicas distribuídas, tal como um PACS. Tal sistema computadorizado compreende pelo menos um processador que pode executar o código de software, e um meio de armazenamento para armazenar o código de software e/ou os dados de imagens médicas que são processados. Tal memória pode compreender uma RAM, uma ROM, um drive rígido, ou mídia removível, tais como mídia de DVD.
Pode ser provido um meio de comunicação para a recepção e a transmissão de dados por um link de comunicação, tal como uma rede, por exemplo, uma LAN, uma rede de ãrea larga, uma rede confidencial virtual, ou a Internet. Os dados que podem ser transmitidos por uma rede incluem a informação sobre um 1-5 diagnóstico-suspeito,-dados de-imagens .médicas, ou conjuntos de parâmetros de visualização. Além disso, pode ser provido hardware para permitir a interação com um operador humano.
- - Tal - hardware pode compreender—um mouse-,- um—teclado e/ou-um visor. O visor pode ser utilizado para exibir uma 2 0 visualização de uma imagem médica armazenada no meio de armazenamento. A interação humana pode incluir a seleção de um paciente particular,,__e a indicação de_ ,^um diagnóstico suspeito. Consequentemente, uma entrada 1 pode ser provida para receber a informação indicativa de um diagnóstico 25 suspeito de um paciente. Tal diagnóstico suspeito também pode ser indicado como um diagnóstico potencial, ou diagnóstico hipotético, por exemplo. A informação pode ser obtida ao permitir que um usuário indique um diagnóstico suspeito. A informação também pode ser derivada de metadados que acompanham um conjunto de dados de imagens medicas e relacionados a um protocolo particular de formação de imagem, por exemplo. A informação também pode ser extraída de um arquivo eletrônico de pacientes.
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Pode ser provida uma entrada 2 para receber uma imagem médica do paciente. Tal como descrito acima, a imagem médica pode ser obtida a partir de um meio de armazenamento ou de um servidor através de uma conexão de rede, por 5 exemplo. A imagem médica também pode ser obtida diretamente de um aparelho médico de aquisição da imagem.
Pode ser provido um mapeador 3 para mapear o diagnóstico suspeito do paciente para um conjunto de parâmetros de visualização para visualizar a imagem médica. O 10 conjunto de parâmetros de visualização é indicativo das técnicas de processamento de imagem que o sistema dedicado aplica ã imagem médica para gerar uma visualização da imagem, em que a visualização da imagem é relevante para permitir que um médico decida se o diagnóstico suspeito é um diagnóstico 15 exato ou incorreto do pacientêT Por -exemplo, o—mapeador 3pode ser arranjado para prover os parâmetros que definem um plano em seção transversal específico de uma imagem, em que o dito plano em seção transversal tem uma orientação e posição— dentro da imagem, e é indicativo de uma reformatação 20 multiplanar particular da imagem médica.
Pode ser provido um gerador de visual izaçao 8 para prover uma visualização da imagem médica- de acordo __com o_. conjunto de parâmetros de visualização. No exemplo dos parâmetros que definem um plano em seção transversal 25 específico, o gerador de visualização pode ser arranjado para gerar uma reformatação multiplanar da imagem médica provida através da entrada 2, em que a reformatação multiplanar corresponde ao plano em seção transversal tal como-definido pelo conjunto de parâmetros de visualização.
Pode ser provida uma saída 9 para emitir a visualização da imagem médica gerada pelo gerador de visualização 8. Por exemplo, a saída 9 pode ser conectada a um visor para mostrar a visualização da imagem médica no
10/23 visor a um usuário. Por exemplo, o usuário pode ser um radiologista ou um clínico. A saída 9 também pode ser arranjada para armazenar a visualização provida pelo gerador de visualização 8 e/ou para armazenar os parâmetros de 5 visualização específica do paciente gerados pelo mapeador 3.
A saída 9 também pode ser arranjada para transmitir a visualização ou os parâmetros de visualização específica do paciente a um outro sistema computadorizado, tal como um servidor, por exemplo, para armazenar os dados em um banco de 10 dados de pacientes.
O mapeador 3 pode compreender um banco de dados 4 para mapear um diagnóstico suspeito em um conjunto de parâmetros de visualização genérica. Aqui, os parâmetros de visualização genérica podem ser os parâmetros de visual!zaçao 15 que são independentes de w—paciente— particular ou independentes da imagem médica particular do paciente. Os parâmetros de visualização genérica permitem uma descrição formal de uma visualização quenãò^é^eCpecífica do paciente.
O mapeador 3 pode compreender um transformador 5 para transformar um conjunto de parâmetros de visualização genérica em um conjunto de parâmetros de visualizaçao específica da imagem. Esta transformação—pode .ser baseada, no conteúdo da imagem médica.
O banco de dados 4 pode ser arranj ado para mapear o 25 diagnóstico suspeito em um conjunto de parâmetros de visualização genérica definidos com respeito a um modelo da imagem. O banco de dados também pode ser arranj ado para mapear o diagnóstico suspeito a uma identificação do modelo da imagem relevante. O transformador 5 pode compreender um 30 adaptador de modelo 6 para adaptar o modelo da imagem à imagem médica. Este processo de adaptação pode resultar em um conjunto de parâmetros de adaptação. O conjunto de parâmetros de adaptação pode ser representativo de uma diferença entre o
11/23 modelo da imagem e a imagem médica.
O transformador 5 também pode compreender um adaptador de parâmetro 7 para adaptar o conjunto de parâmetros de visualização genérica ao conjunto de parâmetros de visualização específica da imagem, com base no conjunto de parâmetros de adaptação. Consequentemente, o conjunto de parâmetros da adaptação pode ser utilizado para transformar o conjunto de parâmetros de visualização genérica em um conjunto de parâmetros de visualização específica da imagem.
modelo da imagem pode compreender um modelo da forma. O modelo da imagem pode, alternativa ou adicionalmente, compreender um modelo de níveis de intensidade da imagem que ocorrem na imagem, por exemplo, um desvio médio e/ou padrão dos níveis de intensidade da imagem ’em parte'” Ha imagem Õü na imagem’ inteira.-Um histog-rama de pelo menos uma parte da imagem também pode ser utilizado como um modelo da imagem. Os parâmetros de visualizaçao genérica podem compreender um ou mais parâmetros geométricos com respeito a um modelo da forma. Os parâmetros de visualização genérica também podem compreender um ou mais parâmetros da função de transferência com respeito a um modelo da imagem. Tais parâmetros da função de transferência podem, incluir o brilho, o contraste, a largura da janela, o nível da janela, o nível gama, etc., por exemplo, como uma função do nível de intensidade médio na imagem ou em parte da imagem. O conjunto de parâmetros específicos da imagem pode ser específico para uma parte local da imagem. Por exemplo, um conj unto de parâmetros de visualização genérica pode ser convertido em parâmetros específicos da imagem que variam através da imagem dependendo do conteúdo da imagem local.
Pode ser provido um meio indicador para indicar a um usuário um elemento da imagem ao qual a visualização da imagem médica é dirigida. Isto permite que o usuário saiba
12/23 rapidamente o que procurar em uma visualização de uma imagem médica. A indicação pode ser fornecida na forma de uma etiqueta de texto, uma sugestão auditiva, ou um ícone visual que representa o elemento da imagem. Similar ou alternativamente, o meio indicador pode ser arranj ado para indicar a um usuário o diagnóstico suspeito associado com a visualização da imagem médica.
O mapeador 3 pode ser arranj ado para gerar uma lista ordenada dos conjuntos de parâmetros de visualização. O 10 gerador de visualização 8 pode ser arranjado para prover as - . visualizações respectivas da imagem médica de acordo com os respectivos conjuntos de parâmetros de visualizaçao, na ordem definida pela lista ordenada. Isto ajuda a melhorar o fluxo ao classificar as visualizações em uma ordem que permite a 15 revisão eficiente por um clínico.
A Figura 2 ilustra um método de geraçao de uma visualização de uma imagem médica. A etapa 100 inclui a • recepção da informação relacionada a um diagnóstico suspeífo de um paciente. A etapa 101 inclui a recepção de uma imagem 20 médica do paciente. A etapa 102 inclui o mapeamento do diagnóstico suspeito do paciente para um conjunto de parâmetros de visualização para visualizar a imagem médica. A etapa 103 inclui a provisão de uma visualização da imagem médica de acordo com o conjunto de parâmetros de visualização. O método é apropriado para ser executado em um . produto de programa de computador.
Para gerar os parâmetros de visualização, um sistema para prover uma visualização de uma imagem médica pode permitir a indagação utilizando a informação sobre 30 problemas hipotéticos e/ou outras informações da visualização relevantes, tais como os respectivos protocolos de formação de imagem apliçados quando os dados foram adquiridos. O sistema pode então prover uma lista (possivelmente ordenada)
13/23 das visualizações e os conjuntos de parametros de visualização correspondentes que são definidos com respeito aos modelos de referência. Então, os modelos de referência podem ser adaptados (automática ou semiautomaticamente) às séries de dados de imagens de pacientes reais, e os parâmetros de adaptação resultantes podem ser utilizados para adaptar os conjuntos de parâmetros de visualização aos dados pacientes. Os parâmetros de visualização adaptados podem ser utilizados para gerar as visualizações respectivas.
A informação utilizada para executar o mapeamento descrito pode incluir uma pluralidade de possíveis hipóteses (particularmente diagnósticos hipotéticos) com elementos da imagem e/ou parâmetros de visualização associados. Esta informação pode ser armazenada em um banco de dados.
Por exemplo, os conjuritõs de parâmetros de visualização podem ser automaticamente recuperados para a leitura de um estudo da imagem de um paciente com sintomas incluindo a perda visual. Supondo que sej a pedido para um radiologista efetuar o exame de uma imagem médica, por exemplo, uma varredura MRT1W do cérebro, deste paciente, sob a hipótese de que pode haver um problema do nervo ótico ou um problema da bainha do nervo ótico.
O problema do nervo ótico e o problema da bainha do nervo ótico hipotético podem ser utilizados para indagar o sistema que pode executar o mapeamento das hipóteses de diagnosticas para as visualizações. Por exemplo, este sistema pode compreender um banco de dados que também contém possíveis elementos da imagem. Além disso, o sistema pode compreender uma descrição formal dos conjuntos de parâmetros de visualização que correspondem a tais possíveis elementos da imagem ou diagnósticos hipotéticos. Por exemplo, para o problema do nervo ótico ou o problema da bainha do nervo ótivo, o banco de dados pode conter uma lista de entradas
14/23 tal como mostrado na tabela 1. De acordo com as entradas na tabela, o sistema pode responder com uma lista de visualizações. Uma visualizaçao pode ser caracterizada, por exemplo, pela informação da projeção e/ou parâmetros 5 adicionais tais como parâmetros de janela/nível. Os rf parâmetros de visualização geométrica podem ser providos com respeito a um modelo de referência anatômica padrao (por exemplo, um modelo da linha central do nervo ótico de um ser humano) e uma especificação de projeção padrão pode ser 10 provida com respeito ao modelo (que corresponde, por exemplo, a uma visualização axial, sagital, ou coronal do nervo ótico) . Os parâmetros de função de transferência, tais como os parâmetros de visualização de janela/nível, podem ser providos com respeito às propriedades predeterminadas de uma 15 imagem^ de referência (por exemplo,* os dadõ's~do histograma podem ser coletados de uma imagem para a qual os parâmetros desejáveis da função de transferência são providos). Os ? parâmetros de visualização podem ser providos para métodos de projeção diferentes, tais como a projeção de intensidade 20 máxima (MIP) ou a render ização de volume direta. Os parâmetros de visualização podem ser fornecidos com respeito '— aos modelos 'diferentes “ Por exemplo, os - ajustes-· de janela/nível podem ser providos em unidades Hounsfield para dados de CT e a respeito de um nível de intensidade médio na ’ 25 imagem para dados MR. Os parâmetros de visualização que definem uma matriz de projeção podem ser definidos com respeito a um sistema de coordenadas específico, tal como um sistema de coordenadas de aquisição bem definido.
Uma lista ordenada de visualizações pode ser provida pelo sistema. Cada uma destas visualizações pode ser associada com conjuntos diferentes de parâmetros de visualização. Estes conjuntos diferentes de parâmetros de visualização podem ser relacionados ao mesmo modelo ou a
15/23 modelos diferentes. Por exemplo, uma lista das visualizações pode ser ordenada de acordo com a probabilidade da ocorrência de uma respectiva sub-categoria da doença, ou a urgência do diagnóstico de uma respectiva sub-categoria da doença. Tal probabilidade ou urgência podem ser quantificadas e/ou exibidas ao usuário. Além disso, a informação sobre os elementos da imagem previstos a serem procurados em uma visualização pode ser exposta ao usuário do sistema, por exemplo, como anotaçoes da visualizaçao gerada.
A combinação dos parâmetros de visualização genérica aos dados da imagem do paciente pode ser executada automaticamente, por exemplo, por meio da segmentação baseada em modelo automática. No exemplo de parâmetros de visualização definidos com respeito ao nervo ótico, um modelo da~forma que compreende um modelo de superfície dã passagem visual (que inclui, por exemplo, o globo, o quiasma ótico, os nervos óticos e/ou os tratos óticos) pode ser adaptado aos tífcdos dos ^cientes. Est“ model ~de ’ supSíf icie'Tque pôde incluir a informação sobre como este modelo pode ser adaptado aos dados da imagem do paciente adquiridos por um protocolo particular) também pode ser provido como um modelo de referência pelo sistema. A adaptação do modelo pode resultar em uma anotação dos dados da imagem do paciente que indicam as estruturas da passagem visual. Uma representação geométrica das linhas centrais das seções principais do nervo Ótico do paciente pode ser obtida automaticamente a partir desta anotação. Similarmente, as direções da proj eção axial/sagital/coronal podem ser derivadas do modelo adaptado. Então, para gerar uma visuali zação, a matriz da proj eçao provida pelo banco de dados pode ser adaptada aos dados dos pacientes. Por exemplo, para gerar a primeira de uma série de cinco visualizações obliquas coronais equidistantes verticais em relação à linha central do nervo ótico esquerdo, a linha
16/23 central correspondente extraída dos dados do paciente pela segmentação baseada em modelo pode ser dividida em cinco intervalos equidistantes. Então uma visualização do primeiro ’ intervalo pode ser definida como um plano vertical à direção 5 da linha central no ponto inicial do primeiro intervalo com ·) uma extensão geométrica fixa, por exemplo 5x5 cm (tal como definido na descrição da visualização retornada pelo banco de dados). A matriz da projeção (específica do paciente) resultante pode ser multiplicada pela matriz de proj eçao 10 (genérica) provida pelo banco de dados, resultando em informações de projeção específicas de hipótese e adaptadas ao paciente. Para gerar uma visualização fatiada de dados MR, um engenho de renderização pode utilizar adicionalmente um conjunto de parâmetros de janela/nível adaptado ao paciente.
Para esta finalidade, é possível calcular um histograma dos dados da imagem do paciente e combinar o mesmo automaticamente ao histograma de referência provido pelo ♦ banco de dados mediante a aplicação de uma faixa de transformações afins aos limites do histograma e a minimização do erro da raiz quadrada. A transformação afim que combina mais pode ser aplicada aos parâmetros de jãnelã/nível—nã---visualização respectiva, resultando em parâmetros de janela/nível adaptados ao paciente.
Outros tipos de descrições das visualizações podem 25 ser armazenados no banco de dados. Por exemplo, é possível * definir os parâmetros que podem ser utilizados para gerar as sequências de vídeo. Além disso, é possível definir as visualizações fundidas que envolvem múltiplos conjuntos de dados da imagem, possivelmente adquiridas ao utilizar 30 modalidades diferentes de formação de imagem. Além disso, é possível definir uma visualização que combina os dados de um paciente com os dados de um outro paciente. Ê possível obter um fluxo completo da visualização. Por exemplo, é possível
17/23 definir qual visualização deve ser gerada, incluindo as etiquetas a respeito de qual anatomia deve ser consultada em particular, indicar quais elementos da imagem são normais e quais são anormais, ou quais medidas têm que ser executadas, 5 etc. Em uma indagação o banco de dados pode permitir não somente que hipóteses e/ou propriedades dos dados da imagem do paciente sejam providos, mas também referências de modelo com respeito a qual o banco de dados deve retornar as suas especificações da visualização.
10 A Figuras 3 a 7 ilustram uma aplicação do exemplo do sistema indicado a um conjunto de dados MR do cérebro. Os itens semelhantes são identificados com os mesmos números da referência. A Figura 3 ilustra um modelo da imagem que compreende um modelo de forma adaptável 300 do cérebro 301, dos nervos óticos 304, e~ da’s órbitas oculares 302 e 303. A Figura 4 ilustra o conceito de um conjunto de parâmetros de visualização genérica definidos a respeito de um modelo da imagem, em particülaF o “modelo dê fôrma a'daptavil· ^007 Os parâmetros de visualização genérica definem um plano de corte
401 com respeito ao modelo de forma adaptável 300. Por exemplo, os parâmetros de visualização genérica são - — indicativos—de-um-ponto -no -p-lano de corte 4-01 -e de um veto-rnormal do plano de corte 401, com respeito a um ponto do modelo de forma adaptável 300. A Figura 5 ilustra uma fatia bidimensional de uma imagem médica tridimensional incluindo um cérebro 501. Somente uma fatia de muitas fatias que compõem a imagem médica tridimensional é reproduzida na figura, uma vez que a figura serve somente para finalidades ilustrativas. No entanto, as técnicas aqui apresentadas também podem ser aplicadas às imagens bidimensionais. O modelo de forma adaptável 300 pode ser adaptado à imagem médica mostrada na Figura 5, mediante a aplicação de uma ou mais transformações geométricas no modelo de forma adaptável
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300. O processo de adaptação de um modelo de forma adaptável a uma imagem médica particular é conhecido no estado da técnica. Com a gravação das adaptações feitas no modelo de forma adaptável no processo de adaptaçao, um conjunto de 5 parâmetros de adaptação pode ser obtido. A Figura 601 ilustra
·) a fatia da imagem médica com o modelo adaptado 601, que representa o modelo de forma adaptável 300 adaptado à imagem médica. Outra vez, somente uma fatia bidimensional da imagem médica e o modelo adaptado 601 são mostrados na figura. Com 10 base nos parâmetros de adaptação, os parâmetros de visualização genérica que definem o plano de corte 401 podem ser adaptados à imagem médica. Por exemplo, se uma rotação e/ou uma translação do modelo de forma adaptável 300 forem executadas para obter o modelo de forma adaptado 601, 15 “ operações similares de rotação e/ou dê- translação podétn ser executadas no plano de corte 401. Quando o modelo de forma adaptável 300 é adaptado de uma maneira não-rígida, o plano ‘ de corte pode ser adaptado de maneira tal que permaneça fixo para alguns pontos de ancoragem particulares definidos no V 20 modelo de forma adaptável. A Figura 7 mostra um plano de corte resultante que corresponde ao plano de corte 401 quando aplicado à‘ imagem médica da Figura 6~ depois— de —terem sido aplicados os parâmetros da adaptação aos parâmetros que definem o plano de corte 401.
* 25 A tabela 1 lista alguns exemplos de entradas do banco de dados. Ετη tal entrada do banco de dados, uma hipótese (por exemplo, um diagnóstico hipotético ou potencial de um paciente cujos dados da imagem médica estão sendo revistos) é associada com um ou mais elementos da imagem. O 30 elemento da imagem é associado com uma ou mais descrições da visualização. Em um sistema real, é provida uma descrição formal das visualizações que utiliza valores de parâmetros. Na tabela 1, as descrições formais das visualizações são
19/23 omitidas e substituídas por uma descrição verbal.
Tabela 1. Alguns exemplos de entradas do banco de dados.
| Hipótese | Elemento da imagem | Descrição da visualização |
| Tumor do nervo ótico | Realce homogêneo fusiforme | - Projeção axial no plano que contém o nervo ótico (por exemplo, como a matriz de proj eção com respeito ao plano definido pelas linhas , centrais dos nervos óticos/trato ótico) |
| - - - —,— . —. | - Série de v i sua11zações obliquas coronais (por exemplo, como um conjunto de cinco matrizes da prõjéçãó 'Verticais’ à linha central de cada seção ótica esquerda e direita ' “do ' nervo 'em posições ___ equidistant es-)— — | |
| Tumor do nervo | Alongamento do | Janela/nível para cobrir a faixa de valores de cinza do nervo ótico/faixa de valores de cinza do globo (por exemplo, por janela/nível ajustado para a imagem da referência com histograma de ____referência)_____ _____-Projeções____ |
20/23
| ótico com Neurofibromatose do tipo I | nervo ótico, circundando os nervos óticos com nervo intacto | sagitais obliquas nos planos que contêm seções do nervo ótico (por exemplo, como um conjunto de duas matrizes de projeção, em que cada projeção indica uma das linhas centrais do ne rvo ótico da esquerda/direita) |
| - ------- | - Janela/nível para cobrir a faixa de valores de cinza do nervo ótico/faixa do valores de cinza do globo (por exemplo, janela/nível....... ajustado para a imagem de referência com histograma de referência) | |
| Menigioma do nervo ótico | Realce do tipo bainha, c i rc undando o s nervos óticos com nervo intato | - Série de visualizações obliquas coronais, verticais à linha central da seção do nervo ótico (por exemplo, como um conjunto de cinco matrizes de proj eção verticais à linha central de cada uma da seção do nervo ótica esquerda e direita em posições equidistantes) |
| Realce excentricamente localizado em um lado do nervo ótico | - Projeção axial no plano que contém o nervo ótico (por exemplo, como a 1 matriz de projeção |
21/23
| com respeito ao plano definido pelas linhas centrais dos nervos óticos/trato ótico) | ||
| - Janela/nível para cobrir a faixa de valores cinza do nervo ótico/realce (por exemplo, janela/nível ajustados para a imagem de referência com histograma de referência) |
O sistema apresentado pode ser executado, por eximplor em um sistema .PACS, em um servidor que armazena a informação de diagnóstico, ou em uma estação de trabalho médica.
— — - j)ev-g ser'apreciado -que- a-invenção t,a.rnbém_ se estende a programas de computador, particularmente programas de computador ou em uma portadora, adaptados para colocar a invenção em prática. O programa pode estar na forma de código de fonte, de código de objeto, de uma fonte intermediária do código e de código de objeto, tal como uma forma parcialmente compilada, ou em qualquer outra forma apropriada para o uso na implementação do método de acordo com a invenção. Também deve ser apreciado que tal programa pode ter muitos desenhos de arquitetura diferentes. Por exemplo, um código do programa que implementa a funcionalidade do método ou sistema de acordo com a invenção pode ser subdividido em uma ou mais sub-rotinas. Muitas maneiras diferentes de distribuir a funcionalidade entre estas sub-rotinas serão aparentes a um técnico no assunto. As sub-rotinas podem ser armazenadas conjuntamente em um arquivo executável para formar um
22/23 programa auto-contido. Tal arquivo executávé1 pode compreender instruções executáveis pelo computador, por exemplo, instruções do processador e/ou instruções do intérprete (por exemplo, instruções do intérprete Java).
Alternativamente, uma ou mais, ou todas, sub-rotinas podem ser armazenadas em pelo menos um arquivo de biblioteca externa e ser ligados com um programa principal tanto estática quanto dinamicamente, por exemplo, durante a execução. O programa principal contém pelo menos uma chamada 10 para pelo menos uma das sub-rotinas. Além disso, as subrotinas podem compreender chamadas de função entre si. Uma realização relacionada a um produto de programa de computador compreende as instruções executáveis pelo computador que correspondem a cada uma das etapas de processamento de pelo 15 menos um dos métodos aptesentados-. Estas instruções, podem ser subdivididas em sub-rotinas e/ou ser armazenadas em um ou mais arquivos que podem ser ligados estática ou dinamicamente. Uma outra realizaçao relacionada -a .um, produto de programa de computador compreende as instruções 20 executáveis pelo computador que correspondem a cada um dos meios de pelo menos um dos sistemas e/ou produtos apresentados. Estas instruções podem ser subdivididas em subrotinas e/ou ser armazenadas em um ou mais arquivos que podem ser ligados estática ou dinamicamente.
*25 A portadora de um programa de computador pode ser qualquer entidade ou dispositivo com capacidade de carregar o programa. Por exemplo, a portadora pode incluir um meio de armazenamento, tal como uma ROM, por exemplo, um CD-ROM ou uma ROM semicondutora, ou um meio de gravação magnética, por 30 exemplo, um disco flexível ou um disco rígido. Além disso, a portadora pode ser uma portadora transmissível, tal como um sinal elétrico ou ótico, que pode ser conduzido através do cabo elétrico ou ótico ou pelo rádio ou outros meios. Quando
23/23 o programa é incorporado em tal sinal, a portadora pode ser constituída por tal cabo ou outro dispositivo ou meio. Alternativamente, a portadora pode ser um circuito integrado em que o programa é embutido, em que o circuito integrado é 5 adaptado para a execução, ou para o uso no desempenho do método relevante.
Deve-se observar que as realizações acima mencionadas ilustram e não limitam a invenção, e que os técnicos no assunto poderão projetar muitas realizações 10 alternativas sem se desviar do âmbito das reivindicações anexas. Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não serão interpretados como limitadores da reivindicação. O uso do verbo ''compreender e suas conjugações não excluem a presença de elementos ou 15 etapas que não * aqueles* indicados— em— uma reivindicação^. O_ artigo um ou uma precedendo um elemento não exclui a presença de uma pluralidade de tais elementos. A invenção pode~ ser executada” por meio* de - hardware -que- compreende, diversos elementos distintos, e por meio de um computador 20 apropriadamente programado, Na reivindicação do dispositivo que enumera vários meios, diversos destes meios podem ser incorporados por um mesmo item de hardware. O mero fato que determinadas medidas são recitadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma 25 combinação destas medidas nao pode ser utilizada com vantagem.
Claims (11)
1. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, caracterizado por compreender:
uma entrada (1) para receber a informação indicativa de um diagnóstico suspeito de um paciente;
- uma entrada (2) para receber uma imagem médica do paciente;
um mapeador (3) para mapear o diagnóstico suspeito do paciente para um conjunto de parâmetros de visualização para visualizar a imagem médica; e
- um gerador de visualização (8) para prover uma visualização da imagem médica de acordo com o conjunto de parâmetros de visualização.
2/3 no conjunto de parâmetros da adaptação.
2. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, de acordo com a reivindicação 1/ caracterizado em que-.o mapeador (3) compreende adicionalmente:
- um banco de dados (4) para mapear um diagnóstico suspeito em um conjunto de paratftétros de -visualizaçao— genérica; e
- um transformador (5) para transformar o conjunto de parâmetros de visualização genérica em um conjunto de parâmetros de visualização específica da imagem, com base no conteúdo da imagem médica.
3/3 a recepção (101) de uma imagem médica do paciente;
- o mapeamento (102) do diagnóstico suspeito do paciente para um conjunto de parâmetros de visualização para visualizar a imagem médica; e
- a provisão (103) de uma visualização da imagem médica de acordo com o conjunto de parâmetros de visualização.
3. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que os parâmetros de visualização genérica são definidos com respeito a um modelo da imagem, e o transformador (5) compreende
- um adaptador de modelo (6) para adaptar o modelo da imagem â imagem médica, para obter um conjunto de parâmetros da adaptação; e
- um adaptador de parâmetro (7) para adaptar o conjunto de parâmetros de visualização genérica ao conjunto de parâmetros de visualização específica da imagem, com base
4. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado em que o modelo da imagem compreende um modelo da forma.
5 5. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado em que os parâmetros de visualização genérica compreendem um parâmetro geométrico com respeito ao modelo da imagem.
6. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, de acordo
7. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, de acordo
15 com a reivindicação r, caracterizado-por ~compreender-um meioindicador de diagnóstico suspeito para indicar a um usuário um diagnóstico suspeito associado com a visualização^ da_ imagem médica.
8. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE IMAGEM, de acordo
20 com a reivindicação 1, caracterizado em que o mapeador (3) é ar ran j ado para gerar uma lista ordenada dos conjuntos de parâmetros de visualização;
o gerador da visualização (8) é arranjado para prover as respectivas visualizações da imagem médica de 25 acordo com os respectivos conjuntos de parâmetros de visualização, na ordem definida pela lista ordenada.
9. ESTAÇÃO DE TRABALHO MÉDICO DA IMAGEM LATENTE, caracterizada por compreender o sistema de processamento de imagem conforme definida na reivindicação 1.
30 io. MÉTODO DE GERAÇÃO DE UMA VISUALIZAÇÃO DE UMA
IMAGEM MÉDICA, caracterizado por compreender:
- a recepção a informação (100) relacionada a um diagnóstico suspeito de um paciente;
10 com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um meio indicador de elementos da imagem para indicar a um usuário um elemento da imagem ao qual a visualização da imagem medica é dirigida.
11. PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR, caracterizado por compreender instruções executáveis pelo computador para fazer com que um sistema computarizado execute o método conforme definido na reivindicação 10.
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