[发明专利]对来自不同成像模态的医学图像的同时显示

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对来自不同成像模态的医学图像的同时显示的方法。还公开了一种有关于所述方法的系统和计算机程序产品。本发明总体上应用于医学成像领域，并且具体应用于在计算机断层摄影(CT)、X射线、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、磁共振(MR)以及超声的领域中对医学图像的显示。

背景技术

常规地，医学成像数据是由在其中每个像素或体素都具有涉及被成像区域的生理学上重要方面的数据值的二维数据集或三维数据集来表示的。为了显示医学图像，将选定的像素或体素的数据值映射到图像值的二维阵列。取决于要被显示的图像的类型，二维阵列中的每个图像值典型地表示一颜色的强度或灰度强度。在这样的医学图像的显示中使用的常规显示监视器典型地能够以彩色和单色两者来显示宽范围的图像值。

然而，在这样的图像的显示中出现的限制是，当将图像中的全范围的数据值映射到显示监视器时，引起数据值的小的变化的生理特征导致可以被隐藏在所显示的图像中的色度或颜色的小的变化。

例如，在X射线中，亨氏单位(HU)用于表示物质的放射密度。常规地，空气具有-1024HU的放射密度，水具有0HU的放射密度，并且针对骨骼的放射密度可以位于700至约3000HU的范围中。因此，为了显示医学图像中的全范围亨氏单位，应当显示大约4000个离散像素值。常规地，以灰度来显示这样的放射图像。然而，一般承认人眼能够分辨较低数目的灰度梯级或色度。在500cd/m²的典型显示亮度值处，未经培训的眼一般被认为能够分辨大约720个离散灰度梯级(Digital Imaging and Communications in Medicine(DICOM)，Part 14：Grayscale Standard Display Function，PS 3.14-2011，P11-15)。受过培训的放射科医生表现更好，并且典型地被认为能够在800至1000个离散等级之间进行分辨(Blume H.，Muka E.的“Hard Copies for Digital Medical Images：an overview”(Proc.SPIE 2413，Color Hard Copy and Graphic Arts IV，206，1995年4月27日))。因此，所有可能的HU值的同时显示为不同色度导致一些色度不能与其它色度分辨开来。因此，引起灰度值的小的变化的图像特征可以被隐藏在其中同时显示全标尺的HU值的图像中。

类似的问题出现在来自包括在CT、X射线、PET、SPECT、MR以及超声中的其它医学成像领域的医学图像的显示中，在所述其它医学成像领域的医学图像的显示中，显示宽范围的数据值的期望导致由数据值的小的变化造成的图像特性的隐藏。

解决这些问题的常规方法是使用等级和窗口(level-and-window)技术，在所述等级和窗口技术中，在特定范围之内、由所谓的窗口的宽度确定的、并且关于特定数据值(即，等级)为中心的数据值被映射到显示中可用的全范围的像素值。在该范围的最低端处的数据值典型地被映射到黑色，并且在该范围的最高端处的数据值典型地被映射到白色。可以调节等级和窗口，以便准许用户动态地专注于特定的在生理学上感兴趣的范围的数据值，例如，骨骼窗口或组织窗口。

等级和窗口技术的缺点是放射科医生频繁地同时对有关于不同生理范围的若干窗口感兴趣。放射科医生然后必须针对每幅医学图像设置不同的窗口。在对该问题的一个解决方案中，专利US6993171B1涉及一种显示人类解剖结构的涂颜色的二维医学图像的方法，并且公开了一种将预定范围的颜色分配给计算机断层摄影图像以用于增强可视化的方法。每个颜色带可以被映射到放射密度值的不同的子范围，该子范围对特定组织类型是独特的。

在另一解决方案中，专利申请WO2010/009040A1涉及一种用于将X射线图像的诊断内容与非诊断内容进行分离以便实现最优图像再现和开窗的方法。具体地，公开了用于通过在单个显示窗口中叠加每个放射密度图像的灰度图像来在单个图像观察窗口中显示多幅放射密度图像的实施例。