用于检查宫颈的医疗器械的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于检查宫颈的医疗器械，其包括：光学检查系统、用于控制所述医疗器械的处理器、以及包含机器可执行指令的存储器。所述指令的执行令所述处理器：使用所述光学检查系统采集宫颈图像；使用数字滤波器计算感兴趣点位置的集合；使用所述感兴趣点位置的集合和形态滤波器计算经滤波感兴趣点位置的集合；使用所述经滤波感兴趣点位置的集合和基于邻域的滤波器计算缩减的感兴趣点位置的集合；使用所述缩减的感兴趣点的集合和经训练的分类模块计算经分类的感兴趣点位置的集合；使用所述经分类的感兴趣点位置的集合和第二基于邻域的滤波器计算点状位置的集合；并且使用点状点位置计算点状标记区域。
【专利说明】用于检查宫颈的医疗器械
【技术领域】
[0001]本发明涉及宫颈的光学检查领域，具体而言涉及阴道镜领域。
【背景技术】
[0002]出现在宫颈的癌症是许多国家女性中的第一癌症。女性中约30%的癌症是由宫颈癌造成的，例如在印度，每年诊断出多于100000个新病例。
[0003]在针对宫颈癌的阳性筛查测试之后，妇科医师例行性地将阴道镜检查用作第二诊断步骤以识别宫颈中异常区域。阴道镜为低倍率、立体、双目视野显微镜，其具有用于子宫颈的放大视觉检查的强大光源，以帮助宫颈癌的诊断。
[0004]在世界范围内应用的针对宫颈癌的例行测试(并且在其中使用了阴道镜)涉及向宫颈施予醋酸和碘溶液的组织反应。
[0005]阴道镜被用于识别提示异常组织的可视线索。它起到发光双目显微镜的作用，以放大宫颈、阴道以及外阴表面的视图。可以使用低倍率(2X至6X)获得表面结构的总体印象。利用中倍率(8X至15X)和高倍率(15X至25X)评价阴道和宫颈。常常需要较高的倍率识别可能指示存在更高级的癌前病变或癌性病变的特定血管模式。各种滤波器可用于突出宫颈表面的不同方面。
[0006]借助于例如棉棒或喷雾将醋酸(通常为3-5%)施加到宫颈。
[0007]具有高风险的肿瘤形成或癌症的区域将表现为不同程度的白度，因为醋酸白与较高的核密度相关。术语“醋酸白”被用于与角化过度症或黏膜白斑病的区域的明显不同的对比中，这些区域在醋酸的施加之前呈现白色。移行带是宫颈上的关键区域，许多癌前病变和癌性病变最常在这里出现。 看到移行带以及任何可视化的病变的整个范围的能力，确定是否可达到充分的阴道镜检查。
[0008]在醋酸的施加之后变白或具有异常血管模式的宫颈区域常常被考虑用于活检。将碘溶液施加于宫颈以帮助突出异常的区域，并区分化生区域与可疑病变。
[0009]在完整的检查之后，阴道镜医师确定具有最高度可视异常的区域，并且可以使用长的活检器械从这些区实现活组织检查。大多数医生和患者都认为麻醉不是必要的。然而现在，一些阴道镜医师推荐并使用诸如利多卡因的局部麻醉剂或宫颈阻滞，以消除患者不适，尤其如果要采集许多活检样品。
[0010]需要大量训练以正确解读根据以上方案的阴道镜测试。在诸如印度和中国的新兴市场中，培训资源和专业知识的缺乏限制了这种有效诊断工具的使用。相同的情况适用于工业化国家，在那里有资质的医疗人员短缺。
[0011]阴道镜诊断需要专业知识，并且涉及对用于子宫颈疾病的精确诊断的特定图像特征的检测。这使得该领域的自动化具有挑战性。在做出诊断所考虑的若干特征中，重要的特征之一为宫颈区域上存在的点状标记:它们是异常血管结构的标志物，并且它们的存在与宫颈的癌前病变和癌性病变的存在显著相关。
【发明内容】
[0012]本发明在独立权利要求中提供了一种医疗器械、一种计算机程序产品、一种操作所述医疗器械的方法、以及一种视频配准的方法。在从属权利要求中给出了实施例。
[0013]本发明可以提供一种方法，以鲁棒地识别阴道镜图像中存在的点状标记。本发明的实施例可以提供一种跟随有基于学习的框架的分级滤波途径，以检测不同种类的点状(细小/粗大/扩散的)，并分割那些用于诊断辅助的区域。本发明的实施例可以将点状检测分成两个阶段:(I)粗略水平点状检测:其基于跟随有若干目标滤波步骤的感兴趣点检测以去除错误检测的目标。(2)精细水平点状检测:使用基于学习的框架以鲁棒地分类粗略检测的点状。最后的步骤是定义包含点状标记的区域。在具有不同严重性的癌前病变的35个数据集上执行测试，并且实现了关于测试集合的98.2%的平均准确性。
[0014]当前的阴道镜检查是主观的，并且依赖于妇科医师针对解读的知识和经验。因此，本发明的目的是消除该过程的主观性。本发明的另一目的是通过减少学习曲线并辅助诊断，增加阴道镜的可用性。本发明的另一目的是向用户(妇科医师)提供更高的置信度。本发明的再另一目的是提供针对癌症严重性程度的量化度量。
[0015]这些目标通过根据本发明的系统或方法得以实现。
[0016]根据本发明，提供了一种用于宫颈的光学检查的系统，所述系统包括光学放大器件、照明器件、用于至少一种刺激剂和/或造影剂的施予的施放器件、成像器件以及图像处理器件。所述图像处理器件还包括关键帧提取器件，任选地，为眩光去除器件、目标检测器件(也称作“目标检测器”)以及不透明度变化检测器件。
[0017]如本文中所用的炫光可以指镜面反射。如此，所述眩光去除器件在一些实施例中可以是镜面反射去除器件。
[0018]在优选的实施例中，所述系统还包括用于数据输入和数据输出的操作者接口器件。这种接口器件例如为显示 器屏幕、键盘、鼠标、触摸屏、触摸板、控制杆等。
[0019]优选地，所述刺激剂和/或造影剂选自包括醋酸和/或碘溶液(优选为卢戈尔液或库勒液)的组。如根据本发明的说明书而变得明显的，本领域技术人员可以通过例行工作在相应的文献中找到备选的刺激剂和/或造影剂。因此，这种备选的刺激剂和/或造影剂也被包括在由本发明提供的保护范围内。
[0020]在另一优选的实施例中，所述成像器件包括数字成像设备或非数字摄影机以及抓帧器。所述数字成像设备优选为数字摄影机。所述数字摄影机或非数字摄影机优选地包括CCD (电荷耦合器件)摄影机或CMOS (金属氧化物半导体)摄影机。
[0021]在另一优选的实施例中，所述光学放大器件为阴道镜。阴道镜可以是具有强光源的低倍率、立体、双目视野显微镜，其用于宫颈的放大视觉检查，以帮助宫颈癌的诊断。阴道镜不必须为立体的。
[0022]在另一优选的实施例中，所述系统还包括计算机工作站，所述计算机工作站用于控制选自包括如下器件的组的器件中的至少一个:光学放大器件、照明器件、用于刺激剂的施予的施放器件、成像器件、成像处理器件、和/或操作者接口器件。
[0023]在本发明的另一实施例中，提供了一种对患者的宫颈进行光学检查的方法，所述方法包括以下步骤:
[0024]a)对宫颈施加至少一次刺激剂和/或造影剂；[0025]b)在刺激剂的每次施加之前和之后，采集宫颈的放大图像；
[0026]c)在所述图像中识别重要解剖目标，即Os、柱状区域和移行带；并且
[0027]d)生成不透明度差异评分。
[0028]所述患者优选为哺乳动物，具体地优选为灵长类，并且更具体地优选为人类。重要的是要提到，上文提及的步骤不必以给定顺序进行。
[0029]在本发明的另一优选的实施例中，刺激剂和/或造影剂为选自包括不透明度差异评分检测剂和/或移行带检测剂的组中的至少一个。
[0030]所述不透明度差异评分检测剂具有两个不同作用:第一，能够在利用所述试剂进行刺激和/或造影之后识别重要解剖目标。第二，所述不透明度差异评分检测剂能用于创建不透明度差异评分，因为醋酸白的程度与相应组织中较高的核密度相关，所述不透明度差异评分指示肿瘤形成过程或癌变过程。
[0031]所述移行带检测剂优选地具有深的颜色(例如，碘溶液具有深紫色或褐色，也称作“桃木褐”)，并且能充当造影剂，以分别检测宫颈中的移行带，或是宫颈的面积或形状。
[0032]所述不透明度差异评分检测剂优选为醋酸，而所述移行带检测剂优选为碘溶液，例如为卢戈尔液或库勒液。因此，在根据本发明的方法的另一优选实施例中，至少一幅图像或帧是在所述不透明度差异评分检测剂的施加之前和之后采集的(为了方便，后文中将这些图像称作“醋酸前图像和醋酸后图像”，尽管所述术语也将联系其他不透明度差异评分检测剂使用)，和/或是在所述移行带检测剂的施加之前和之后采集的(为了方便，后文中将这些图像称作“碘溶液前图像和碘溶液后图像”，尽管所述术语也将联系其他移行带检测剂使用)。
[0033]当然，对于本领域技术人`员而言，能够通过例行工作从相应的文件得到备选的刺激剂和/或造影剂。能够用于检测较高核密度的区域的备选的试剂例如为亚甲蓝。这种备选的刺激剂和/或造影剂因此也被包括在由本发明提供的保护范围内。这还适用于术语“醋酸前图像和醋酸后图像”和/或在“碘溶液前图像和碘溶液后图像”之前。在针对醋酸或碘溶液的替代物被使用的情况中，将相应地改变这些术语。
[0034]在根据本发明的方法的另一优选的实施例中，进行以下步骤中的至少一个:
[0035]a)在醋酸后图像中和/或醋酸后图像中，识别Os和柱状区域；
[0036]b)在碘溶液后图像中，识别试探性移行带；
[0037]c)将所述试探性移行带映射到所述醋酸前图像和所述醋酸后图像；
[0038]d)通过在所述醋酸前图像和醋酸后图像中，从所述试探性移行带减去所述Os和柱状区域，识别实际移行带。
[0039]对实际移行带的识别因此为两步法:(i)在以上所列的第一步骤(步骤b)中，处理碘溶液后图像，以基于因碘溶液的施加受影响的宫颈区所描绘的颜色改变，试探性地检测移行带。使用基于颜色的K均值聚类，将从关键帧提取器获得的碘溶液后图像分割成两个聚类。选择所述两个聚类中较小的。将该聚类的凸包定义为所述试探性移行带；(ii)在以上所列的第二步骤(步骤c)中，将所述试探性移行带映射到所述醋酸前图像和醋酸后图像，并之后减去以上列出的(根据步骤a)所检测的Os和柱状上皮区域，以定义以上列出的所述实际移行带(见步骤d)。能够在识别所述移行带之前配准所述醋酸前图像和醋酸后图像。相应的图像分析过程示于图6和图7中。[0040]在根据本发明的方法的具体优选的实施例中，所述不透明度差异评分是通过对至少一幅醋酸前图像和一幅醋酸后图像进行图像处理而生成的。针对所述处理，基于对所述实际移行带的先前识别，优选地仅使用这些图像的实际移行带数据。
[0041 ] 在根据本发明所述的方法的另一优选的实施例中，如根据本发明的方法确定的实际移行带(或者优选为其形状和/或总面积)，和/或如根据本发明的方法确定的不透明度差异评分指示肿瘤形成和/或癌变过程。
[0042]通常，如在碘溶液染色以及将碘溶液染色映射到醋酸后图像之后所确定的实际移行带也能够指示癌变区域。根据该定义，如通过对至少一幅醋酸前图像和一幅醋酸后图像进行图像处理所确定的不透明度差异评分能用于确定在所述癌变区域中的白度的程度，以及因此确定癌症的程度，或严重性。
[0043]在另一实施例中，实际移行带的形状和/或总面积能够指示癌症。所述不透明度差异评分能够因此用于证实或撤销疑似肿瘤形成或癌变区域。
[0044]具体优选地，在成像器件和/或图像处理器件的帮助下，执行宫颈的放大图像的采集，重要解剖目标的识别和/或不透明度差异评分的生成。
[0045]优选地，阴道镜用于此目的。
[0046]进一步优选的是，宫颈的放大图像的采集包括以下步骤:
[0047]?捕获图像流；
[0048]?从所述图像流识别互相关联的图像的序列；
[0049]?从这些序列识别关键图像；并且
[0050]?预处理所述图像 。
[0051]对互相关联的图像的序列的识别和/或对关键帧的识别优选地包括以下步骤:
[0052]?识别镜头边界；
[0053]?分类镜头；并且
[0054]?选择关键帧。
[0055]此外，优选地，对图像中的重要解剖目标的识别包括以下步骤:
[0056]?使用像素的K均值聚类，基于它们的颜色，将醋酸前图像和醋酸后图像分割成2个聚类；
[0057]?将最小的聚类标记为Os+柱状一起的上皮区域；
[0058]?迭代地去除在Os和柱状上皮区域两者内的小且分离的聚类；并且
[0059]?使用最小方差量化分离Os和柱状上皮。
[0060]在具体优选的实施例中，不透明度差异评分的生成包括以下步骤:
[0061]?在醋酸后图像的移行带中识别具有主要不透明度变化的图像像素，
[0062]?将所述图像像素映射到醋酸前图像的对应像素，并且
[0063]?使用下式获得所述不透明度差异评分:
[0064]
【权利要求】
1.一种医疗器械(1000、3100、3500)，包括: -光学检查系统(1002)，其用于采集宫颈图像(1100、1100、1700、2000、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3106、3800、3900、4100、4202、4500、4502、4506、4508、4600、4602、4604、4700、4702、4704、4800、4802、4902、5002、5004、5006、5102、5104、5106、5400、5600、5700、5800、5900、6000、6102、6104、6106)； -处理器(1006)，其用于控制所述医疗器械； -存储器(1014)，其包含由所述处理器执行的机器可执行指令(1030、1032、1034、1036、1038、1040)，其中，所述指令的执行令所述处理器: -使用所述光学检查系统采集(900、3400)所述宫颈图像； -使用数字滤波器(1032)计算(902)感兴趣点位置的集合(1018)； -使用所述感兴趣点位置的集合和形态滤波器(1034)计算(904)经滤波感兴趣点位置的集合(1020)； -使用所述经滤波感兴趣点位置的集合和基于邻域的滤波器(1036)计算(906)缩减的感兴趣点位置的集合(1022)； -使用所述缩减的感兴趣点的集合和经训练的分类模块(1038)计算(908)经分类的感兴趣点位置的集合(1024 )； -使用所述经分类的感兴趣点位置的集合和第二基于邻域的滤波器(1040)计算(910)点状位置的集合(1026)； -使用点状点位置计算(912)点状标记区域(1028);并且 -输出所述点状标记区域。
2.如权利要求2所述的医疗器械，其中，所述宫颈图像为盐水宫颈图像(3502、4500、4506)，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -使用所述光学检查系统采集(3402)多幅醋酸白宫颈图像(3504、3800、4102、4502、4508、4600、4602、4604、4700、4702、4704、5002、5004、5006、5102、5104、5106)； -使用所述光学检查系统采集(3404)碘宫颈图像(3506、3900>4100)； -使用所述醋酸白宫颈图像计算(3406 )醋酸白动态评分(3508 ); -使用所述醋酸白宫颈图像计算(3408 )醋酸白边缘评分(3510); -使用所述醋酸白宫颈图像和所述盐水宫颈图像计算(3410)血管模式评分(3512)； -使用所述碘宫颈图像计算(3412)碘染色评分(3514);并且 -通过对所述醋酸白动态评分、所述醋酸白边缘评分、所述血管模式评分、以及所述碘染色评分求和，确定(3414)阴道镜指数评分(3516)。
3.如权利要求2所述的医疗器械，其中，所述医疗器械还包括显示器(3604)和用户接口(4900)。
4.如权利要求3所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -将所述醋酸白宫颈图像中的至少一幅显示在所述显示器上； -将所述醋酸白动态评分显示在所述显示器上；并且 -从所述用户接口(4912)接收经校正的醋酸白动态评分，其中，所述阴道镜指数评分至少部分地是使用所述经校正的醋酸白动态评分确定的。
5.如权利要求3或4所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器:-将所述醋酸白宫颈图像中的至少一幅显示在所述显示器上； -将所述醋酸白边缘评分显示在所述显示器上；并且 -从所述用户接口(4912)接收经校正的醋酸白边缘评分，其中，所述阴道镜指数评分至少部分地是使用所述经校正的醋酸白边缘评分确定的。
6.如权利要求3、4或5所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -将所述醋酸白宫颈图像中的至少一幅显示在所述显示器上； -将所述血管模式评分显示在所述显示器上；并且 -从所述用户接口(4912)接收经校正的血管模式评分，其中，所述阴道镜指数评分至少部分地是使用所述经校正的血管模式评分确定的。
7.如权利要求3至6中任一项所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -将所述醋酸白宫颈图像中的至少一幅显示在所述显示器上； -将所述碘染色评分显示在所述显示器上；并且 -从所述用户接口(4912)接收经校正的碘染色评分，其中，所述阴道镜指数评分至少部分地是使用所述经校正的碘染色评分确定的。
8.如权利要求3至7中任一项所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器确定针对所述醋酸白宫颈.图像的不透明度指数评分(4504、4510)，其中，所述醋酸白动态评分至少部分地是使用所述不透明度指数评分计算的。
9.如权利要求8所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器计算针对所述醋酸白宫颈图像的依赖时间的不透明度指数(5204、5206、5208)，其中所述不透明度指数评分是通过将所述依赖时间的不透明度指数分装到预定的不透明度指数范围中，根据所述依赖时间的不透明度指数确定的。
10.如权利要求3至9中任一项所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -选择所述醋酸白宫颈图像中的至少一幅； -在所述醋酸白宫颈图像中的所述至少一幅中识别移行带；并且-在所述醋酸白宫颈图像中的所述至少一幅中识别醋酸白边缘，其中，所述醋酸白边缘评分至少部分地是使用所述移行带的位置和所述醋酸白边缘计算的。
11.如权利要求10所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器对所述醋酸白宫颈图像中的所述至少一幅进行阈值处理，以确定醋酸白边界锐度，其中，所述醋酸白边缘评分至少部分地是使用所述醋酸白边界锐度计算的。
12.如权利要求11所述的医疗器械，其中，如果所述醋酸白边缘在所述移行带外部，则为所述醋酸白边缘评分分配第一值，如果所述醋酸白边缘在所述移行带以内，则通过比较所述醋酸白边界锐度与预定阈值为所述醋酸白边缘评分分配第二值或第三值。
13.如权利要求3至12中任一项所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器:-在所述盐水宫颈图像中识别马赛克、所述点状标记区域、和/或异型血管；并且-在选自所述醋酸白宫颈图像的一幅醋酸白宫颈图像中识别醋酸后马赛克、醋酸后点状标记区域、和/或醋酸后异型血管，其中，所述血管模式评分是使用以下任意一组之间的差异计算的:所述马赛克与所述醋酸后马赛克；所述点状标记区域与所述醋酸后点状标记区域；以及所述异型血管与所述醋酸后异型血管；以及它们的组合。
14.如权利要求3至13中任一项所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -在所述碘宫颈图像中识别移行带； -创建所述碘宫颈图像的颜色直方图； -使用所述颜色直方图将所述碘宫颈图像阈值划分为碘阳性区域和碘阴性区域，其中，所述碘染色评分至少部分地是通过识别所述移行带中的碘阳性区域计算的。
15.如权利要求14所述的医疗器械，其中，如果所述移行带为碘阳性，则所述碘染色评分被分配给第一碘值，其中，如果所述移行带为碘阳性和碘阴性，则所述碘染色评分被分配给第二碘值，其中，如果醋酸白区域为碘阴性，则所述碘染色评分被分配给第三值。
16.如权利要求3至15中任一项所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -使用所述用户接口接收注释；并且 -将所述注释显示在所述显示器上。
17.如权利要求16所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器将所述注释存储在患者记录中。`
18.如前述权利要求中任一项所述的医疗器械，其中，所述经训练的分类模块为随机树监督分类模块。
19.如前述权利要求中任一项所述的医疗器械，其中，所述指令的执行令所述处理器在计算感兴趣点位置的第一集合之前，利用预处理滤波器生成所述宫颈图像内的排除位置的集合，其中，所述数字滤波器还使用所述排除位置的集以生成感兴趣点的集合。
20.如前述权利要求中任一项所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -使用所述光学检查系统采集第二宫颈图像(3108)； -使用所述数字滤波器计算感兴趣点位置的第二集合； -使用所述感兴趣点位置的第二集合和所述形态滤波器计算经滤波感兴趣点位置的第二集合； -使用所述经滤波感兴趣点位置的第二集合和所述基于邻域的滤波器计算缩减的感兴趣点位置的第二集合； -使用所述经训练的分类模块和所述缩减的感兴趣点的第二集合计算经分类的感兴趣点位置的第二集合；并且 -使用所述第二基于邻域的滤波器和所述经分类的感兴趣点位置的第二集合计算点状位置的第二集合，其中，使用所述点状点位置和所述第二点状点位置计算所述点状标记区域。
21.如权利要求20所述的医疗器械，其中，所述宫颈图像为以下中的任意一种:第一醋酸前图像、第一绿色滤波器图像和第一醋酸后图像；并且其中，所述第二宫颈图像为以下中的任意一种:第二醋酸前图像、第二绿色滤波器图像和第二醋酸后图像。
22.如权利要求20或21所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器使用图像配准模块配准所述宫颈图像和所述第二宫颈图像。
23.如权利要求22所述的医疗器械，其中，所述指令的执行令所述处理器通过采集包括多个图像帧的视频数据(3102)采集所述第一宫颈图像和所述第二宫颈图像，其中，所述指令的执行令所述处理器从所述多个图像帧选择所述第一宫颈图像和所述第二宫颈图像，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -接收(3000)包括多个图像帧的所述视频数据； -确定(3002)选自所述多个图像帧的连续图像帧的每对之间的变换模型； -根据连续图像帧的每对之间的所述变换模型计算(3004)累积变换模型； -使用所述累积变换模型配准(3006)所述多个图像帧中的每个；并且 -使用所述累积变换模型提供所述第一宫颈图像与所述第二宫颈图像的配准。
24 .如权利要求23所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -检测确定连续图像帧的至少一对之间的变换模型的失败； -在所述失败之前，根据选自所述视频数据的第一图像帧计算第一图像分割； -在所述失败之后，根据选自所述视频数据的第二图像帧计算第二图像分割； -确定所述第一图像帧与所述第二图像帧之间的第二变换； -使用所述第二变换校正所述累积变换模型。
25.如权利要求23所述的医疗器械，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -检测确定连续图像帧的至少一对之间的变换的失败； -在所述失败之前，从所述视频数据选择第一图像帧； -在所述失败之后，从所述视频数据选择第二图像帧；并且 -确定第一图像与第二图像之间的第二变换；并且 -使用所述第二变换校正所述累积变换模型。
26.如权利要求20至25中任一项所述的医疗器械，其中，所述第一宫颈图像为造影剂前图像和/或刺激剂前图像，并且其中，所述第二宫颈图像为造影剂后图像和/或刺激剂后图像，其中，所述指令的执行还令所述处理器: -在所述图像中识别重要解剖目标，即Os、柱状区域以及移行带；并且 -生成不透明度差异评分。
27.如权利要求20至26中任一项所述的方法，其中，所述第二宫颈图像为缩放图像，其示出至少部分地在所述第一宫颈图像内的经缩放区域。
28.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述指令的执行还令所述处理器将被叠加在所述第一宫颈图像上的所述点状标记区域显示在显示器上。
29.一种计算机程序产品，包括由处理器执行的机器可执行指令.(1030、1032、1034、.1036、1038、1040)以控制医疗器械，所述医疗器械包括用于采集宫颈图像(1100、1100、.1700、2000、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3106)的光学检查系统； 其中，所述指令的执行令所述处理器: -使用所述光学检查系统采集(900)所述宫颈图像； -使用数字滤波器计算(902)感兴趣点位置的集合； -使用所述感兴趣点位置的集合和形态滤波器(1034)计算(904)经滤波感兴趣点位置的集合(1018)；-使用所述经滤波感兴趣点位置的集合和基于邻域的滤波器(1036)计算(906)缩减的感兴趣点位置的集合(1022)； -使用所述缩减的感兴趣点的集合和经训练的分类模块(1038)计算(908)经分类的感兴趣点位置的集合(1024)； -使用所述经分类的感兴趣点位置的集合和第二基于邻域的滤波器(1040)计算(910)点状位置的集合(1026);并且 -使用点状点位置计算(912)点状标记区域(1028)。
30.一种操作医疗器械的方法，所述医疗器械包括用于采集宫颈图像(1100、1100、1700、2000、2400、2500、2600、2700、2800、2900)的光学检查系统； 其中，所述方法包括以下步骤: -使用所述光学检查系统采集(900)所述宫颈图像； -使用数字滤波器(1032)计算(902)感兴趣点位置的集合(1018)； -使用所述感兴趣点位置的集合和形态滤波器(1034)计算(904)经滤波感兴趣点位置的集合； -使用所述经滤波感兴趣点位置的集合和基于邻域的滤波器(1036)计算(906)缩减的感兴趣点位置的集合(1022)； -使用所述缩减的感兴趣点的集合和经训练的分类模块(1038)计算(908)经分类的感兴趣点位置的集合(1024)； -使用所述经分类的感兴趣点位置的集合和第二基于邻域的滤波器(1040)计算(910)点状位置的集合(1026);并且 -使用点状点位置计算(912)点状标记区域(1028)。
31.一种视频配准的方法，包括以下步骤: -接收(3000)包括多个图像帧的视频数据(3102)； -确定(3002)选自所述多个图像帧的连续图像帧的每对之间的变换(3104); -根据连续图像帧的每对之间的所述变换计算(3004)累积变换模型(3105);并且 -使用所述累积变换配准(3006)所述多个图像帧中的每个。
32.一种用于光学处理的系统，所述系统包括光学放大器件、照明器件、用于至少一种刺激剂和/或造影剂的施予的施放器件、成像器件、以及图像处理器件，所述图像处理器件还包括: ?关键帧提取器件 ?任选地，眩光去除器件 ?目标检测器件，以及 ?不透明度变化检测器件。
33.如权利要求32所述的系统，其中，所述系统还包括用于数据输入和数据输出的操作者接口器件。
34.如权利要求32至33中任一项所述的系统，其中，所述光学放大器件为阴道镜。
35.如权利要求32至34中任一项所述的系统，其中，所述系统还包括计算机工作站，所述计算机工作站用于控制选自包括光学放大器件、照明器件、用于刺激剂的施予的施放器件、成像器件、成像处理器件和/或操作者接口器件的组的器件中的至少一个。
36.一种光学处理的方法，所述方法包括以下步骤: a)对宫颈施加至少一次刺激剂和/或造影剂， b )在刺激剂的每次施加之前和之后，采集所述宫颈的放大图像， c)在所述图像中识别重要解剖目标，即Os、柱状区域和移行带，并且 d)生成不透明度差异评分。
37.如权利要求36所述的方法，其中，所述刺激剂和/或造影剂为选自包括不透明度差异评分检测剂，和/或移行带检测剂的组中的至少一种。
38.如权利要求37所述的方法，其中，所述不透明度差异评分检测剂为醋酸，和/或所述移行带检测剂为碘溶液。
39.如权利要求36至38中任一项所述的方法，其中，至少一个图像是在所述不透明度差异评分检测剂的施加之前和之后采集的(“醋酸前图像和醋酸后图像”)，和/或在所述移行带检测剂的施加之前和之后采集的(“碘溶液前图像和碘溶液后图像”)。
40.如权利要求36至39中任一项所述的方法，其中 a)在所述醋酸后图像中，Os和柱状区域被识别， b)在所述碘溶液后图像中，试探性移行带被识别， c)所述试探性移行带被映射到所述醋酸后图像，并且 d)实际移行带通过在所述醋酸前图像和醋酸后图像中，从所述试探性移行带减去所述Os和柱状区域被识别。
41.如权利要求36至40中任一项所述的方法，其中，所述不透明度差异评分通过对至少一幅醋酸前图像和一幅醋酸后图像进行图像处理被生成。
42.如权利要求36至41中任一项所述的方法，其中 a)如根据权利要求9所确定的实际移行带，和/或 b)如根据权利要求10所确定的不透明度差异评分， 指示肿瘤形成过程或癌变过程。
43.如权利要求36至42中任一项所述的方法，其中，在所述图像中对重要解剖目标的识别包括以下步骤: ?基于像素的颜色，使用对所述像素的K均值聚类，将醋酸前图像和醋酸后图像分割为2个聚类， ?将最小的聚类标记为Os+柱状一起的上皮区域， ?迭代地去除Os和柱状上皮区域两者内的小且分离的聚类，并且 ?使用最小方差量化分开Os和柱状上皮。
44.如权利要求36至43中任一项所述的方法，其中，不透明度差异评分的生成包括以下步骤: ?在醋酸后图像的所述移行带中识别具有重要不透明度变化的图像像素， ?将所述图像像素映射到所述醋酸前图像的对应像素，并且 ?使用下式获得所述不透明度差异评分:不透丨!咐0說iT.分=-.欣./" X哝劝B
45.如权利要求36至44中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括选自包括PAP测试和/或针对人乳头瘤病毒的分子测试的组的至少一个步骤。
46.如权利要求32至35中任一项所述的系统的用途，用于进行如权利要求36至45中任一项所述的方法。 ·
【文档编号】A61B1/00GK103442628SQ201280013528
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月12日 优先权日:2011年3月16日
【发明者】V·古普塔, C·善, P·瓦集内帕里, P·凯瑟沃浦, M·B·范莱文, C·菲尔雄, S·M·文凯特桑, J·P·温克 申请人:皇家飞利浦有限公司