用于监测乳房病症的治疗的组合物和方法技术

本文公开了用于处理和比对乳房图像的系统、介质和方法及其用途。本文公开的方法可用于诊断、预测和监测受试者中的乳房密度掩蔽以及乳腺癌的状态或结果，以及治疗其的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测乳房病症的治疗的组合物和方法
技术介绍
抗激素化合物，如选择性雌激素受体调节剂(如他莫昔芬)和芳香化酶抑制剂，被用于预防和辅助治疗乳腺癌。辅助治疗在主要治疗之外给予，以降低复发风险。当所有可检测到的疾病均已消除，但由于存在未检测到的疾病而仍存在复发风险时，给予辅助治疗。如果在手术和其他治疗后未遗留任何疾病，则进一步治疗就定义而言并非是辅助的。他莫昔芬作为用于乳腺癌的预防措施，已在多项试验中进行测试，并证明在给予健康女性时，使乳腺癌风险降低多达50％。当施用他莫昔芬进行预防或辅助治疗时，以前无法监测治疗效果，原因很简单，因为不存在可检测到的疾病来进行跟踪。乳房X线照片密度(mammographicdensity)是由纤维腺体组织组成的乳房X线照片的白色的(射线照相地不透明的)部分。本领域公知乳房X线照片密度与乳腺癌风险密切相关。具有高密度的女性具有与在乳房X线照片中看到非常小的密度的女性相比接近6倍的更高乳腺癌风险。另外，过去数年的一些研究表明，无论是出于预防而使用他莫昔芬的健康女性还是接受辅助治疗的乳腺癌患者，他莫昔芬都影响大部分经治疗的女性的乳房X线照片密度。数据表明，只有乳房X线照片密度降低的女性对他莫昔芬治疗有应答。因此，乳房X线照片密度不仅可以用作风险因素，也可以用作治疗应答的指标。乳房密度通过视觉技术例如乳房X线照相术来确定，反映乳房内增加的纤维腺体组织，即乳房中的基质和上皮细胞的生长。根据密度的严重程度，乳房密度在临床上分为4类：A类(乳房几乎全是脂肪)、B类(存在纤维腺体密度的零散区域)、C类(乳房的密度不均匀，其可能使小的团块不清楚)、和D类(乳房的密度极高，其降低了乳房X线照相术的灵敏度，即掩蔽(masking))(ACRBI-RADSAtlas第5版，breastcomposition，2013)。美国至少有30个州要求医生告知受试者是否有密实的乳房。尽管受试者被提醒做出健康生活方式选择，进行定期的乳房X线照相术以监测乳房密度的变化，并考虑进行额外的检查如超声波，但目前还没有用于改变或降低乳房密度的已制定的例行程序。乳腺密度的存在可能掩蔽对受试者的乳房病症(例如乳腺癌)的检测。另外，高乳房X线照片密度本身就是乳腺癌的强风险因素[Boyd等，J.Natl.CancerInst.1995年5月3日:87(9):670:5]。由上皮和基质组成的乳房中的密实面积是射线照相地密实的。乳房X线照片上的上皮和基质是明亮的，而脂肪组织是射线可透过的且看起来是深色的。在预防性(Cuzick等，J.Natl.CancerInst.2011年5月4日:103(9):744-52)和辅助性环境(Li等，J.Clin.Oncol.2013年6月20日:31(18):2249-56，Nyante等，J.Natl.CancerInst.2015年2月6日；107(3))两者中，在作为乳腺癌风险的标志物之外，密度变化已被显示是对治疗(如内分泌疗法)的应答的良好指标。与非应答者相比，对内分泌疗法有应答的患者或健康个体具有密度的显著降低。然而，乳房X线照片密度由于不同原因目前被次优地测量。首先，同一名女性在不同时间点的乳房X线照片并不总是可比较的，因为可以在图像中捕获乳房的不同比例。具有非生物学含义或人为现象的密度差异可以被捕获。第二，任意时间点的乳房X线照片密度的测量结果不是可比较的，因为测量结果受到进行乳房X线照相术时乳房在乳房X线照相术机器中压迫(compress)的程度的强烈影响。压迫例行程序由医院放射技师个体地决定，且受压迫的乳房的厚度在乳房X线照相术机器的供应商之间不一致地报告。不控制乳房压迫且不使机器报告的受压迫的乳房的厚度标准化的密度测量方法因此将非生物学成分捕获到测量结果中。放射学家和其他医务人员检查乳房X线照相图像以识别乳房中的各种各样的异常。积云(Cumulus)是在模拟乳房X线照片上测量乳房X线照片密度的金标准(Byng等，Radiographics.1998；18:1587-98)。积云的缺点在于其没有考虑图像中的不同乳房比例，其没有考虑受压迫的乳房的压迫和厚度，其劳动强度大，且严重依赖于读片者的经验(Burton等，BreastCancerRes.2016；18:130)。若干商业工具在数字原始乳房X线照片上自动测量密度，但仍有捕获非生物学差异的相同顾虑[Chen等，Transl.Oncol.2015年12月，8(6):435-445]。原始图像在其被转换为经处理图像之前仅在医院工作流程中的短时间框内可得。乳房X线照相术机器的供应商如GE、Hologic、Philips、Sectra和Siemens使用不同的转换方法，其使得经处理图像难以比较。当在数字乳房X线照相术系统中分析乳房X线照相图像时，图像在数字工作站中展示，可以比较来自不同检查的乳房X线照片。用于比较的图像，虽然是相同受试者的，但可在不同时间采集、使用不同成像系统采集、和/或使用不同显示设置采集。不同类型的图像比对(alignment)方案已被用于显示用于比较的乳房的乳房X线照相图像。例如，头尾视图中的图像的一种比对方案可涉及将左和右头尾乳房视图彼此相邻放置，使得胸壁将在视口的中心垂直轴上相遇。也存在本领域技术人员已知的类似布置用于中侧斜视图。其他图像比对策略包括基于乳房的解剖特征(例如，乳头和/或胸壁)的比对。在头尾图像中，例如，位于每对图像中的乳头可被安置成使得它们被水平地比对，即处于相同高度。对于中侧倾斜图像，可以选择乳头或胸肌作为用于比对的特征。若干专利和申请描述了处理乳房X线照相图像的方法。US20090220139A1描述了一种用于检测围绕由目标限定的乳房X线照片的目标区域的轮廓线的方法。US9,311,717B2描述了一种用于处理和显示具有覆盖的腺体轮廓的乳房图像的系统。US20160019690A1描述了一种用于比对多个物理缩放的乳房X线照相图像的方法和系统。US9,615,805和US20150023576A1描述了一种基于对乳房图像执行的形状分析程序来比对至少两个乳房图像的方法。目前没有不管供应商是谁且考虑比对和乳房压迫的、测量经处理图像的密度的自动化工具。这是不幸的，因为大多数数字图像是作为经处理图像存储，需要精确的测量结果来监控治疗响应和密度随时间的变化。
技术实现思路
本文描述的是促进对乳房X线照相图像的有效率的诊断回顾而不管图像的出处为何的方法和系统。本文所述的方法和系统允许放射学家和其他医务人员快速比较和检测乳房X线照片之间的差异，例如乳房X线照片密度，并在临床可接受的时间框内报告其发现。由于密度变化已被证明是治疗应答的可靠且强力的指标，因此本文所述的方法和系统为测量密度随时间的变化提供了改善。本文所述的方法和系统提供了用于处理乳房图像以诊断、预测和监测乳房病症(例如乳腺癌)的状态或结果，并且提高检测否则由于乳房X线照片乳房密度(MBD)掩蔽而难以检测的乳房病症的能力的改进方法。因此，期望的是获得促进对乳房X线照相图像的有效率的诊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实施的方法，其包括：/na.在计算机处理系统中接收数据输入，所述数据输入包括受试者的多个乳房图像和图像元数据；和/nb.将比对算法应用于所述多个乳房图像，所述比对算法包括：/ni.对所述多个乳房图像执行阈值法，其标记所述多个乳房图像中的乳房区域；/nii.将所述多个乳房图像中的每一个中的所述乳房区域成层地叠加；/niii.将乳房区域标记中的二元掩模朝向彼此移动到用于比对所述乳房区域的最佳位置，在那里乳房图像的像素强度显示出相对于彼此的最小差异；和/niv.通过计算机生成包含交互图像信息的区域的经比对图像。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180125 US 62/622,0291.一种计算机实施的方法，其包括：
a.在计算机处理系统中接收数据输入，所述数据输入包括受试者的多个乳房图像和图像元数据；和
b.将比对算法应用于所述多个乳房图像，所述比对算法包括：
i.对所述多个乳房图像执行阈值法，其标记所述多个乳房图像中的乳房区域；
ii.将所述多个乳房图像中的每一个中的所述乳房区域成层地叠加；
iii.将乳房区域标记中的二元掩模朝向彼此移动到用于比对所述乳房区域的最佳位置，在那里乳房图像的像素强度显示出相对于彼此的最小差异；和
iv.通过计算机生成包含交互图像信息的区域的经比对图像。


2.权利要求1所述的方法，其进一步包括从(i)经比对图像或(ii)所述多个乳房图像中的每一个中的所述乳房区域的交互图像信息提取质地特征。


3.权利要求2所述的方法，其中所述质地特征被进一步分层和编译以生成特征变量。


4.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述图像元数据包括受压迫的乳房的所报告的厚度、所报告的机器的X线管电压、乳房X线照相术机器类型、和机器特异性乳房厚度压迫常数、或其组合。


5.前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括基于图像元数据将乳房压迫评分算法应用于所述多个乳房图像以生成乳房压迫评分。


6.前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括自所述经比对图像中的交互图像信息的区域生成基于统计机器学习模型确定的包括密度测量结果的生物医学输出。


7.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述乳房图像是2D图像、3D图像、MRI图像、CT扫描图像或乳房X线照相图像。


8.权利要求7所述的方法，其中所述乳房X线照相图像是数字图像、模拟图像、原始图像、经处理图像、标准化图像、或数字缩放图像。


9.前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括：
a.生成所述受试者的乳房的第一经比对图像和第二经比对图像；和
b.将来自所述第二经比对图像的交互图像信息的区域的平均密度测量结果相对于来自所述第一经比对图像的交互图像信息的区域的平均密度测量结果进行比较。


10.前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括：
a.其中所述第一经比对图像是所述受试者的右乳房的且所述第二经比对图像是所述受试者的左乳房的；或
b.其中所述受试者的乳房的所述第一经比对图像来自参比时间且所述第二经比对图像来自目标时间。


11.权利要求1所述的方法，其进一步包括至少部分基于所述经比对图像向所述受试者指定治疗方案。


12.权利要求1所述的方法，其进一步包括提供展示信息以至少部分基于所述经比对图像促进对所述受试者进行治疗。


13.权利要求1所述的方法，其进一步包括提供诊断信息的图形展示，以至少部分基于所述经比对图像促进对所述受试者进行治疗，使得所述信息相对于基于未比对图像的可比信息改善对随时间发生的变化的检测。


14.一种其上存储有可执行指令的非临时性计算机可读介质，所述可执行指令当由计算机执行时使得所述计算机执行用于比对受试者的多个乳房图像的方法，所述方法包括：
a.获得数据输入，所述数据输入包括多个乳房图像和图像元数据；
b.将比对算法应用于所述多个乳房图像，所述比对算法包括：
i.对所述多个乳房图像执行阈值法，其标记所述多个乳房图像中的乳房区域；
ii.将所述多个乳房图像中的每一个中的所述乳房区域成层地叠加；
iii.将乳房区域标记中的二元掩模朝向彼此移动到最佳比对位置，在那里乳房图像的像素强度显示出相对于彼此的最小差异；和
iv.生成包含交互图像信息的区域的经比对图像；和
c.基于统计机器学习模型，自所述经比对图像中的交互图像信息的区域确定密度测量结果。


15.权利要求14所述的非临时性计算机可读介质，进一步包括(d)展示一段时间内的所述密度测量结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：珀尔·霍尔，米凯尔·埃里克松，
申请(专利权)人：珀尔·霍尔，米凯尔·埃里克松，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE