[发明专利]计算机断层摄影可视化调整

说明书

技术领域

以下总体涉及X射线计算机断层摄影(CT)，并且结合显示的CT图像和显示的CT多能量或谱图像的可视化设置的具体应用进行了描述。

背景技术

在CT成像中，来自辐射源的X射线穿过对象或目标的体积，并由探测器探测。根据CT成像设备和一组成像参数(例如成像协议)，X射线的能量以具有峰值能量的分布被发射。投影数据形式的探测到的X射线辐射被重建为体积图像数据，其可以被呈现为图像切片或体积的其他划分。体积图像数据利用亨氏单位(Hounsfield Units，HU)的体素值被重建。亨氏单位的范围大约从-1000到3000，例如4096个值或12位的范围，其基于以水为零点进行标准化的衰减测量。体积图像的可视化发生在显示设备或胶片上，并且典型地以灰度级呈现，其通常范围为0-255，例如8位灰度，在利用灰度值绘制的像素中处于健康护理从业者的辨别差异的能力的极限。

参考设置通常基于为成像流程选择的成像协议的类型。例如，健康护理从业者选择胸部区域中脉管系统结构的CT成像程序。诸如管电位或发射的峰值能量(kVp)的采集参数是基于组织和区域设置的，例如120kVp。较高的能量水平针对更大的患者或更致密的组织(如骨骼)的更大衰减被使用。利用采集参数采集投影数据，并重建体积图像数据。骨的HU值约为700～3000。参考设置，其可以是站点特定的和/或专业健康护理从业者特定的，基于对胸部区域中的骨骼(例如800-1200)进行对比的HU值的选择。根据参考设置将所选范围映射到灰度，例如将800-1200HU映射到0-255灰度。体积图像数据的视图使用参考设置显示。

体积图像数据可以用不同的X射线能量来表示，或者通过物理地改变X射线峰值能量，或者通过将体积数据重塑为虚拟能量。通常使用窗口水平(WL)(例如，所选HU值的平均值/中值)和窗口宽度(WW，例如，所选择的HU值的范围)的相同的参考设置来显示不同能量水平的体积图像数据。所显示的不同能量水平的图像视图在灰度绘制中是不同的，这使得不同图像之间相同组织的比较难以关联，例如在50keV下分箱的肝脏组织与在70keV下分箱的肝脏组织。健康护理从业者通常尝试通过手动调整能量选择的变化之间的灰度值的显示设备亮度和/或对比度来进行补偿，其不改变底层的HU值的选择范围。

成像参数可以在对象的成像过程中改变。例如，在肺部或腹部的成像过程中发射的峰值能量可以较低，但是在诸如胸部或骨盆部位的较密集区域(例如kVp调制)中可以降低。当采集参数改变时，组织的外观可能改变。例如，随着发射的峰值能量从肝脏组织的一个子体积或切片变为另一个，所述肝脏组织可以在切片之间变暗。这种外观变化使得难以比较和/或识别异常。健康护理从业者将需要通过手动调整图像切片中的变化之间的灰度值的显示设备亮度和/或对比度来进行补偿，其不改变底层的HU值的选择范围。

对于谱CT或多能量CT，HU的分布可以包括大范围和双模式或多模式分布。双模式分布反映了组织和突出显示或对比的不同的材料，诸如碘、钙等。在大范围分布(例如大WW)的映射中，双模式峰周围的组织的精确度和/或差异性减小。例如，在碘对比的谱图像中，碘对比材料峰值在1200HU左右，而另一个非碘峰值在200HU左右，并且总范围包括50到1650HU。因此，1600HU的范围被映射到256个灰度值，这是线性映射中每个峰周围值的分布的六倍以上的缩小。在HU值分布中区分的组织，在灰度值中可能不容易区分，这使得基于图像的观看和诊断变得困难，并且因此不是通常的做法。

比较针对相同的组织利用不同采集或重塑参数采集的图像可以使比较更困难。例如，将一个对象的图像与不同对象的其他图像与利用不同能量水平采集的同一解剖区域中的正常组织和/或异常或患病组织进行比较，则类似组织的灰度绘制的一致性将是有利的。

发明内容

本文中描述的各方面解决了上述问题和其他问题。

下面描述了用于从参考设置调整体积图像的可视化设置的装置和方法。对可视化设置的调整基于根据参考设置对底层HU值的像素值分布的分析来进行。关于CT谱图像的调整可以使用掩膜来将HU值选择性地映射到灰度值来进行。

在一个方面中，一种计算机断层摄影(CT)图像显示系统包括映射单元，所述映射单元：接收对象的重建体积图像数据以及参考设置的集合，所述重建体积图像数据具有亨氏单位(HU)的值；根据对根据所述参考设置选择的HU值的像素值分布分析，将所述参考设置的集合调整为经调整的参考设置的集合；并且根据所述经调整的参考设置将所述HU值映射为灰度值。