背景技術(shù)：

1、本公開涉及使用自適應(yīng)搜索的病變關(guān)聯(lián)(lesionlinking)。更具體地，本公開涉及關(guān)聯(lián)在不同時(shí)間點(diǎn)處成像的病變。

2、惡性病變的生長不易控制。因此，它們可以局部擴(kuò)散以及擴(kuò)散到身體的遠(yuǎn)處部分。它們經(jīng)由血流或淋巴系統(tǒng)傳播以產(chǎn)生新的病變。同一患者內(nèi)的每個(gè)病變對(duì)治療可能不同地反應(yīng)或具有不同的生長模式。因此，對(duì)于全面了解疾病反應(yīng)和更好的治療管理而言，病變水平評(píng)估是期望的。然而，病變水平評(píng)估特別困難，尤其是在具有許多對(duì)應(yīng)病變的情況下，并且可能需要手動(dòng)匹配，這是乏味、耗時(shí)、主觀且容易出錯(cuò)的任務(wù)。

3、醫(yī)學(xué)成像，諸如磁共振成像(mri)、計(jì)算斷層攝影術(shù)(ct)、正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(pet)或單光子發(fā)射計(jì)算斷層攝影術(shù)(spect)，是用于標(biāo)識(shí)惡性病變和監(jiān)測(cè)其對(duì)治療的反應(yīng)的重要工具。

4、對(duì)于腫瘤學(xué)所提到的pet/ct掃描的放射學(xué)解釋可能涉及對(duì)大量的可疑癌癥的發(fā)現(xiàn)的分割。常規(guī)地執(zhí)行縱向pet/ct掃描以評(píng)估疾病進(jìn)展和/或?qū)Ο煼ǖ姆磻?yīng)。雖然存在算法來分割各個(gè)時(shí)間點(diǎn)處的病變，但是沒有跨時(shí)間點(diǎn)將病變魯棒地關(guān)聯(lián)起來的方法。

5、因此，期望開發(fā)可以通過其來進(jìn)行基于病變的起源和傳播的病變的跟蹤的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本文中公開了一種用于關(guān)聯(lián)在不同時(shí)間段內(nèi)拍攝的病變的圖像的系統(tǒng)，包括：成像設(shè)備，其可操作以對(duì)生物體內(nèi)存在的一個(gè)或多個(gè)病變進(jìn)行成像；其中，成像設(shè)備在第一時(shí)間點(diǎn)t1處拍攝第一圖像，并且在第二時(shí)間點(diǎn)t2處拍攝第二圖像；微處理器，其可操作以接收第一圖像和第二圖像并對(duì)相應(yīng)圖像執(zhí)行自適應(yīng)搜索；其中，自適應(yīng)搜索包括：選擇第一圖像中的第一病變中的第一體素；在第二圖像中徑向搜索與第一圖像中的第一病變共享一個(gè)或多個(gè)重疊第一體素的一個(gè)或多個(gè)第二病變；其中，使用逐漸增加的半徑連續(xù)進(jìn)行徑向搜索，直到最大徑向閾值τ；并且其中：如果在達(dá)到閾值τ時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)重疊，則第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變之間沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系；或者如果發(fā)現(xiàn)第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變之間的重疊，則關(guān)于能夠適合第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變之間的每個(gè)重疊體積的第一體素的數(shù)量做出確定；以及基于適合第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變中的每一個(gè)之間的每個(gè)重疊體積的第一體素的比率確定概率；其中，通過將每個(gè)重疊體積中存在的第一體素的數(shù)量除以第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變之間的所有重疊體積中的第一體素的總數(shù)來計(jì)算所述概率；以及基于所述概率來標(biāo)記第一病變中的每個(gè)體素。

2、本文中也公開了一種用于關(guān)聯(lián)在不同時(shí)間段處成像的病變的方法，包括：在第一時(shí)間點(diǎn)t1處拍攝生物體內(nèi)存在的一個(gè)或多個(gè)病變的第一圖像；在第二時(shí)間點(diǎn)t2處拍攝一個(gè)或多個(gè)病變的第二圖像；對(duì)第一圖像和第二圖像執(zhí)行自適應(yīng)搜索；其中自適應(yīng)搜索包括：選擇第一圖像中的第一病變中的第一體素；在第二圖像中徑向搜索與第一圖像中的第一病變共享一個(gè)或多個(gè)重疊第一體素的一個(gè)或多個(gè)第二病變；其中，使用逐漸增加的半徑連續(xù)進(jìn)行徑向搜索，直到最大徑向閾值τ；并且其中：如果在達(dá)到閾值τ時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)重疊，則第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變之間沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系；或者如果發(fā)現(xiàn)第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變之間的重疊，則關(guān)于能夠適合第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變之間的每個(gè)重疊體積的第一體素的數(shù)量做出確定；以及基于適合第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變中的每一個(gè)之間的每個(gè)重疊體積的第一體素的比率確定概率；其中，通過將每個(gè)重疊體積中存在的第一體素的數(shù)量除以第一病變與一個(gè)或多個(gè)第二病變之間的所有重疊體積中的第一體素的總數(shù)來計(jì)算所述概率；以及基于所述概率來標(biāo)記第一病變中的每個(gè)體素。

技術(shù)特征：

1.一種用于關(guān)聯(lián)在不同時(shí)間段內(nèi)拍攝的病變的圖像的系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中初始徑向搜索使用與第一體素的大小相對(duì)應(yīng)的搜索半徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述搜索半徑以一個(gè)或多個(gè)第二病變中的與第一病變中的第一體素的位置相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為中心。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述確定概率進(jìn)一步包括包含特性，所述特性包括第一腫瘤的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和/或功能。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括對(duì)在時(shí)間tn處拍攝的第n個(gè)圖像中存在的不同病變同時(shí)或順序地進(jìn)行n-1次自適應(yīng)搜索；其中n是2或更大的整數(shù)，并且其中n是從1到n-1的特定時(shí)間點(diǎn)；其中n是整數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括將從第一圖像和第二圖像獲得的重疊與幾何信息進(jìn)行整合以獲得病變的相似性得分s，如公式(1)中所示

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括創(chuàng)建相似性表，其中將在t1處成像的病變之間的重疊與在體積上與在t2處成像的一個(gè)或多個(gè)病變的重疊進(jìn)行比較；其中在時(shí)間t1處成像的所有病變都在相似性表的行中表示，并且其中在時(shí)間t2處成像的一個(gè)或多個(gè)病變?cè)诒淼牧兄斜硎尽?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中相似性的比較被圖形地表示。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中圖形表示以行和列布置；并且其中能夠針對(duì)包括特定病變的縮小、生長、分裂或合并的病變特性來評(píng)估每行或列。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中自適應(yīng)搜索由存儲(chǔ)在微處理器上的自適應(yīng)搜索算法促進(jìn)。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中病變特性由醫(yī)生用于為患者開療法處方。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中成像設(shè)備是正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(pet)掃描儀、x射線計(jì)算斷層攝影術(shù)(ct)掃描儀、磁共振成像(mri)掃描儀、單光子發(fā)射計(jì)算斷層攝影術(shù)(spect)掃描儀或其組合。

13.一種用于關(guān)聯(lián)在不同時(shí)間段處成像的病變的方法，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中徑向搜索的初始搜索使用與第一體素的大小相對(duì)應(yīng)的搜索半徑，并且其中所述搜索半徑以第二病變中的與第一病變中的第一體素的位置相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為中心。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)在時(shí)間tn處拍攝的第n個(gè)圖像中存在的不同病變同時(shí)或順序地進(jìn)行n-1次自適應(yīng)搜索；其中n是2或更大的整數(shù)，并且其中n是從1到n-1的特定時(shí)間點(diǎn)；其中n是整數(shù)。

16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括將從第一圖像和第二圖像獲得的重疊與幾何信息進(jìn)行整合以獲得病變的相似性得分s，如公式(1)中所示

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括創(chuàng)建相似性表，其中將在t1處成像的病變之間的重疊與在體積上與在t2處成像的一個(gè)或多個(gè)病變的重疊進(jìn)行比較；其中在時(shí)間t1處成像的所有病變都在相似性表的行中表示，并且其中在時(shí)間t2處成像的一個(gè)或多個(gè)病變?cè)诒淼囊粋€(gè)或多個(gè)列中表示。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中圖形表示以行和列布置；并且其中能夠針對(duì)包括特定病變的縮小、生長、分裂或合并的病變特性來評(píng)估每行或列。

19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中自適應(yīng)搜索由存儲(chǔ)在微處理器上的自適應(yīng)搜索算法促進(jìn)。

20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括向第一和第二圖像添加與基于圖像的信息和/或非基于圖像的信息有關(guān)的附加層，以生成相似性矩陣；其中基于圖像的信息是放射組學(xué)信息、幾何信息、定量信息、功能信息、結(jié)構(gòu)信息或其組合；并且其中非基于圖像的信息從液體活檢導(dǎo)出，包括循環(huán)游離腫瘤脫氧核糖核酸(ctdna)、循環(huán)游離腫瘤核糖核酸(ctrna)或兩者(循環(huán)游離腫瘤總核酸，ctna)。

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括在多示蹤劑研究中向第一和第二圖像添加與基于圖像的信息和/或非基于圖像的信息有關(guān)的附加層，以確定放射性核素療法選擇的錯(cuò)配。

技術(shù)總結(jié)
使用自適應(yīng)搜索的病變關(guān)聯(lián)以及用于實(shí)現(xiàn)其的系統(tǒng)。本文中公開了一種用于關(guān)聯(lián)在不同時(shí)間段內(nèi)拍攝的病變的圖像的系統(tǒng)，包括成像設(shè)備，該成像設(shè)備可操作以對(duì)生物體內(nèi)存在的一個(gè)或多個(gè)病變進(jìn)行成像。成像設(shè)備在第一時(shí)間點(diǎn)T<subgt;1</subgt;處拍攝第一圖像，并且在第二時(shí)間點(diǎn)T<subgt;2</subgt;處拍攝第二圖像。微處理器可操作以接收第一圖像和第二圖像并對(duì)相應(yīng)圖像執(zhí)行自適應(yīng)搜索。自適應(yīng)搜索包括：選擇第一圖像中的第一病變中的第一體素；以及在第二圖像中徑向搜索與第一圖像中的第一病變共享一個(gè)或多個(gè)重疊第一體素的一個(gè)或多個(gè)第二病變。如果在第一病變和一個(gè)或多個(gè)第二病變之間有重疊，則分配概率。基于該概率標(biāo)記第一病變中的每個(gè)體素。

技術(shù)研發(fā)人員：A·佐利曼,V·沙,B·斯波蒂斯伍德
受保護(hù)的技術(shù)使用者：美國西門子醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19