專利名稱：成像內(nèi)部結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像體積內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具體涉及(但不限于)分析CT圖像以消除病人呼吸循環(huán)造成的人為現(xiàn)象和不準(zhǔn)確性。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)X線斷層照相術(shù)(CT)掃描儀依靠圍繞病人轉(zhuǎn)動(dòng)的輻射源和檢測器，并觀察射束在從各個(gè)方向透射通過病人之后的衰減。根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算病人內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維表示。
這些掃描儀分成兩種不同的類別。第一，簡單的CT掃描儀引導(dǎo)狹窄的“筆型”射束通過病人。每個(gè)完整的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致通過病人的“切片”或斷面形式二維圖像。然后，掃描儀(或病人)沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸變動(dòng)位置，和掃描另一個(gè)切片。這些切片可以組合成三維圖像。
第二，錐形射束CT掃描儀引導(dǎo)發(fā)散的射束指向病人，可以產(chǎn)生(在任何選取的時(shí)間)整個(gè)有用區(qū)(region of interest)的二維投影。當(dāng)射束轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以從不同的方向獲取投影并構(gòu)造三維圖像。
一般地說，錐形射束CT優(yōu)于簡單的CT，因?yàn)樗诟鱾€(gè)方向的分辨率都是相同的。簡單的CT在每個(gè)切片平面上有高分辨率，但是，垂直于這個(gè)切片平面的分辨率受到變動(dòng)距離的限制。
這兩種技術(shù)都假設(shè)病人是靜止的。這對于有生命的病人是一個(gè)無效的假設(shè)，因?yàn)橹T如心臟，肺和橫膈膜的某些部位總是不可避免地運(yùn)動(dòng)。當(dāng)病人呼吸時(shí)，圍繞肺和橫膈膜的結(jié)構(gòu)就產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這就給獲得高質(zhì)量掃描帶來困難。在簡單的CT中，圖像中出現(xiàn)人為的現(xiàn)象；因?yàn)榍衅茄夭∪俗儎?dòng)位置，呼吸循環(huán)可以移動(dòng)各種結(jié)構(gòu)進(jìn)出此時(shí)正在被掃描的切片。因此，在重構(gòu)的體積中出現(xiàn)周期性人為現(xiàn)象。在錐形射束CT中，一些人為現(xiàn)象來自重構(gòu)過程，但主要的問題是均化過程形成的圖像模糊。
例如，在治療肺部腫瘤時(shí)，重要的是知道腫瘤的位置以及在呼吸循環(huán)進(jìn)展中腫瘤的運(yùn)動(dòng)。從錐形射束CT中導(dǎo)出的時(shí)間平均信息是不合適的，因?yàn)樗荒軈^(qū)分一個(gè)區(qū)域中駐留的小腫瘤和短暫通過一個(gè)區(qū)域的大腫瘤。
至今，在進(jìn)行胸廓的CT掃描時(shí)，要求病人根據(jù)外部的刺激控制他們的呼吸，或檢測呼吸循環(huán)時(shí)相(phase)的替代物。已使用過的替代物例子包括圍繞鼻孔的局部溫度，和胸廓的大小。這些替代物已證明是有幫助的，但是一般不能令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
因此，準(zhǔn)確地確定病人的呼吸循環(huán)是各種用途的重要診斷和治療計(jì)劃手段。
所以，本發(fā)明提供一種用于成像體積內(nèi)部結(jié)構(gòu)以展示內(nèi)部變化的設(shè)備，包括穿透輻射源和用于該輻射的二維檢測器，輻射源和檢測器安排成產(chǎn)生一系列的體積投影圖像；重構(gòu)裝置，用于從選取的系列圖像中導(dǎo)出有關(guān)體積中三維結(jié)構(gòu)的信息；選擇裝置，用于從系列中選取有類似時(shí)相的圖像供給重構(gòu)裝置使用，其中選擇裝置安排成把從二維系列圖像中導(dǎo)出的圖像壓縮成一維圖像，這是沿與該一維垂直的方向?qū)ο袼貜?qiáng)度求和實(shí)現(xiàn)的，從系列圖像得到的一維圖像組合中產(chǎn)生另一個(gè)圖像，分析圖形的另一個(gè)圖像，和從系列圖像中選取該圖形中有類似時(shí)相的圖像。
可以想象到，利用計(jì)算機(jī)裝置實(shí)現(xiàn)圖像處理，其形式是配置合適程序的通用計(jì)算機(jī)裝置或特別為這個(gè)任務(wù)設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)裝置。在這種情況下，所涉及的圖像通常是數(shù)字形式，其中一個(gè)或多個(gè)文件中存儲的數(shù)值對應(yīng)于該圖像中特定位置的強(qiáng)度或其他的圖像特征。
因此，當(dāng)我們討論圖像操作步驟時(shí)，我們并不試圖推斷必須按照這種方式實(shí)際操作圖像，而是包括利用算術(shù)運(yùn)算處理數(shù)值或數(shù)組的過程。同樣地，計(jì)算機(jī)裝置不必實(shí)際顯示，描繪或其他方式產(chǎn)生臨時(shí)圖像，例如，以上所涉及的另一個(gè)圖像，只要實(shí)施算術(shù)運(yùn)算或其他過程可以得到相應(yīng)的數(shù)值數(shù)據(jù)。
若在選擇裝置工作之前對圖像進(jìn)行預(yù)處理，則可以得到提高的準(zhǔn)確度。最好是，這種預(yù)處理操作包括若干步驟，例如，用于壓縮圖像強(qiáng)度范圍的壓縮濾波器和增強(qiáng)圖像邊緣的導(dǎo)數(shù)濾波器。在體積包括病人的情況下，最好是沿病人的顱索軸方向?qū)嵤┤?dǎo)數(shù)操作，因?yàn)闄M膈膜有垂直于該方向的邊緣。
預(yù)處理操作可以包括應(yīng)用于圖像的掩模，例如，為了選取包含邊緣的區(qū)域和排除有用區(qū)之外的區(qū)域?？衫玫难谀Ｊ沁@樣一種掩模，它排除體積內(nèi)目標(biāo)(例如，病人)之外的圖像區(qū)?？梢詮膽?yīng)用于圖像的閾值導(dǎo)出邊緣掩模，該圖像經(jīng)導(dǎo)數(shù)濾波器的濾波。
如果需要，可以從多個(gè)子集合中導(dǎo)出多個(gè)重構(gòu)圖像，每個(gè)子集合包含系列圖像中時(shí)相相關(guān)的圖像，每個(gè)子集合的時(shí)相相關(guān)不同于其他子集合的時(shí)相相關(guān)。
最好是，分析周期性圖形的另一個(gè)圖像包括比較其中一維圖像的步驟，用于識別沿該一維的特征運(yùn)動(dòng)。最好是比較相鄰的圖像，因?yàn)檫@些圖像大體上是相似的，因此，它們之間的差別很可能是最重要的。通過計(jì)算不同相對位移圖像的圖像之間強(qiáng)度差，可以比較這些一維圖像。均方根(rms)差通常是最佳的差量度。
在分析周期性圖形之前，最好也對另一個(gè)圖像進(jìn)行處理。合適的預(yù)處理操作包括用于增強(qiáng)另一個(gè)圖像邊緣的導(dǎo)數(shù)濾波器，最好是沿垂直于該一維的方向?qū)嵤?dǎo)數(shù)濾波，和/或選取有用區(qū)。特別有利的是，利用導(dǎo)數(shù)濾波后圖像增強(qiáng)有銳變化的區(qū)域，從而選取部分的原始另一個(gè)圖像。
輻射源和檢測器可以相對于該體積轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，系列投射圖像可以展示不同取向的體積。
本發(fā)明特別適合于周期性變化，但事實(shí)上可應(yīng)用于體積中的任何變化。
一般地說，本發(fā)明找到最有利的應(yīng)用是，周期性變化是活生物體展示的自然變化，例如，呼吸循環(huán)。然而，本發(fā)明有廣泛的應(yīng)用，并不必限于這種形式。
本發(fā)明還提供一種用于從掃描儀輸出中選取時(shí)相相關(guān)圖像的方法，包括以下步驟對于掃描儀產(chǎn)生系列圖像的多個(gè)圖像中每個(gè)圖像，把二維圖像壓縮成一維圖像，這是沿與該一維垂直的方向?qū)ο袼貜?qiáng)度求和實(shí)現(xiàn)的，從系列圖像得到的一維圖像組合中產(chǎn)生另一個(gè)圖像，分析周期性圖形的另一個(gè)圖像，和從系列圖像中選取該周期性圖形中有類似時(shí)相的圖像。
本發(fā)明還提供一種軟件模塊，用于從掃描儀的輸出中選取時(shí)相相關(guān)的圖像，對于掃描儀產(chǎn)生系列圖像的多個(gè)圖像中每個(gè)圖像，安排成執(zhí)行以下的步驟把二維圖像壓縮成一維圖像，這是沿與該一維垂直的方向?qū)ο袼貜?qiáng)度求和實(shí)現(xiàn)的，從系列圖像得到的一維圖像組合中產(chǎn)生另一個(gè)圖像，分析周期性圖形的另一個(gè)圖像，和從系列圖像中選取該周期性圖形中有類似時(shí)相的圖像。
目前，本發(fā)明的這些附加特征最適合于錐形射束CT掃描儀，特別是用于呼吸病人圖像的CT掃描儀。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明對于分析各種結(jié)構(gòu)的內(nèi)部排列有潛在的廣泛應(yīng)用，因此，它并不限于呼吸時(shí)相的檢測。可以檢測活體和非活體結(jié)構(gòu)中的其他變化，而且，本發(fā)明可適用于錐形射束CT掃描儀之外的其他掃描儀。這個(gè)特點(diǎn)源于本發(fā)明的性質(zhì)，它并不試圖具體識別與呼吸有關(guān)的結(jié)構(gòu)(例如，橫膈膜)，而是通過新穎的處理路線僅僅尋求各種變化。
因此，在應(yīng)用于識別呼吸時(shí)相的問題時(shí)，本發(fā)明的確可以識別橫膈膜，但是通過直接尋找該形狀的對象進(jìn)行識別。的確，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)如此做可以起到反作用，在掃描儀圍繞病人轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，橫膈膜的投影圖像改變形狀。


現(xiàn)在借助于例子并參照附圖描述本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，其中圖1表示利用簡單CT掃描儀得到?jīng)]有呼吸相關(guān)的人胸廓典型圖像；圖2表示利用錐形射束CT掃描儀得到?jīng)]有呼吸相關(guān)的人胸廓典型圖像；圖3表示從錐形射束CT掃描儀得到系列圖像中的人胸廓圖像；圖4表示從圖3所示圖像中導(dǎo)出的病人掩模；圖5和6表示在均衡操作之前和之后的圖3所示圖像；圖7和8表示在增強(qiáng)邊緣的濾波操作之前和之后的圖3所示圖像；圖9和10表示邊緣掩模的制備；圖11和12表示應(yīng)用梯度規(guī)范濾波器；圖13和14表示應(yīng)用病人掩模和邊緣掩模的結(jié)果；圖15和16表示把圖像壓縮成一維圖像；圖17表示另一個(gè)圖像；圖18表示濾波后的另一個(gè)圖像，濾波操作可以增強(qiáng)與一維垂直方向上的變化；圖19表示選取另一個(gè)圖像中有用區(qū)的方法；圖20表示有用區(qū)；圖21表示相鄰一維圖像的比較結(jié)果；圖22表示應(yīng)用于圖像的過程路線概要圖；圖23表示得到的重構(gòu)圖像。
具體實(shí)施例方式
圖1表示病人胸廓區(qū)的常規(guī)CT掃描圖。例如，在100，102和104可以看到周期性人為現(xiàn)象，這些人為現(xiàn)象對應(yīng)于呼吸過程與CT掃描過程相互作用造成的誤差。同樣地，圖2表示病人胸廓的典型錐形射束CT圖像，和區(qū)域106，108表示病人肺和橫膈膜的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)造成的嚴(yán)重模糊。
現(xiàn)在描述按照本發(fā)明的過程。圖22表示大致的過程路線，其中采用的參考數(shù)字對應(yīng)于本申請中以前的相關(guān)圖號，它說明在該處得到的圖像或掩模。因此，在利用錐形射束CT掃描儀或其他類似掃描儀采集圖像之后或期間，過程路線A應(yīng)用于每個(gè)圖像3。首先，從原始圖像3開始，我們得到病人掩模4，它能掩蔽病人之外的部分圖像。為此目的，可以設(shè)定簡單的閾值，而原始圖像3中強(qiáng)度超過閾值的像素或像素組可以分配到掩模的已占區(qū)。一般地說，試湊方法適合于確定合適的病人掩模，它與所用具體掃描儀的參數(shù)有關(guān)，但在本發(fā)明者使用圖像的情況下，我們發(fā)現(xiàn)皮膚閾值為20,000是合適的。
再從CT掃描儀得到的原始圖像3開始，可以均衡圖像以減小對比度的范圍。有許多可利用的合適均衡濾波器，但在本發(fā)明的例子中，本發(fā)明者采用比例對數(shù)方法，其中各個(gè)強(qiáng)度值被轉(zhuǎn)換成原始強(qiáng)度值對數(shù)的1000倍。
從均衡的圖像開始，制備導(dǎo)數(shù)圖像，導(dǎo)數(shù)圖像是其強(qiáng)度值代表預(yù)濾波圖像中強(qiáng)度變化率的一種圖像。導(dǎo)數(shù)濾波器必須有測量變化率的相關(guān)方向，而在病人的胸廓區(qū)圖像情況下，最好是利用顱索(CC)的方向。這可以增強(qiáng)沿該方向的變化。在一般的情況下，這個(gè)導(dǎo)數(shù)的方向通常應(yīng)當(dāng)與以下步驟16中的方向一致。從導(dǎo)數(shù)圖像開始，可以提供導(dǎo)數(shù)掩模10，它是一種用于增強(qiáng)具有高導(dǎo)數(shù)值像素的掩模。所以，它增強(qiáng)原始均衡圖像中強(qiáng)度變化率高的區(qū)域，即，均衡圖像6中有邊緣的區(qū)域。
最后，從均衡的圖像開始，制備梯度規(guī)范圖像12。這是一種均衡導(dǎo)數(shù)圖像的形式，其中對水平梯度和垂直梯度進(jìn)行矢量求和，即，水平梯度的平方與垂直梯度的平方相加，再取這個(gè)結(jié)果的平方根。
然后，導(dǎo)數(shù)掩模10和病人掩模4可應(yīng)用于梯度規(guī)范圖像12以產(chǎn)生處理后圖像14。所以，這個(gè)圖像包含均衡圖像的像素，它們是在病人內(nèi)和強(qiáng)度變化率高的區(qū)域。實(shí)質(zhì)上，這個(gè)過程是從病人內(nèi)的均衡圖像中選出邊緣，其中略微優(yōu)選CC對準(zhǔn)邊緣。這種優(yōu)選是不完全的，因?yàn)殡m然CC邊緣是部分的掩模，但其他的邊緣是以梯度規(guī)范形式被部分地引入。應(yīng)當(dāng)注意，該算法對于如何提取邊緣是故意地不靈敏，因?yàn)樽R別橫膈膜的試圖往往是失敗的。只要相關(guān)的特征(例如，橫膈膜)是在邊緣中，該算法可以檢測運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所有其他邊緣的邊緣。
處理掃描儀產(chǎn)生系列圖像中這個(gè)圖像的最后步驟是把圖像壓縮成一維圖像，在病人圖像的情況下，這個(gè)一維方向應(yīng)當(dāng)與病人的CC軸對準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^以下方法實(shí)現(xiàn)，沿一個(gè)水平行像素的總強(qiáng)度求和，并采用該強(qiáng)度或由此導(dǎo)出的強(qiáng)度作為該點(diǎn)沿水平軸的單個(gè)像素強(qiáng)度。因此，利用這個(gè)過程，把掃描儀得到的每個(gè)圖像壓縮成簡單的直線圖像，即，一個(gè)像素寬和“n”個(gè)像素高。
然后，對從掃描儀得到系列圖像中的全部圖像或基本上全部圖像重復(fù)這個(gè)過程。這可以作為采集整個(gè)系列圖像之后的后處理步驟，或者，在查詢以后圖像的同時(shí)，可以從早期的邊緣開始。一旦獲得一維圖像的系列，則可以利用并置方法組合這些一維圖像以產(chǎn)生組合圖像17，其中一個(gè)軸對應(yīng)于病人的CC軸(或一維壓縮操作采用的軸)，而另一個(gè)軸對應(yīng)于時(shí)間的量度(表示成圖像編號)。圖17表示得到的圖像。雖然它并不包含關(guān)于病人整個(gè)結(jié)構(gòu)的有用信息，但它確實(shí)表示圖像隨時(shí)間變化的有用信息。利用應(yīng)用于組合圖像的系列處理步驟B可以提取這個(gè)信息。
首先，應(yīng)用導(dǎo)數(shù)濾波器，導(dǎo)數(shù)方向?qū)?yīng)于像素編號或時(shí)間軸。這產(chǎn)生圖18所示的圖像，其中可以實(shí)際增強(qiáng)隨時(shí)間快速變化的區(qū)域。
把以前圖像(圖18)的絕對值再映射到CC軸上以形成強(qiáng)度直方圖。這個(gè)一維信號增強(qiáng)沿病人CC軸的位置，其中有隨圖像編號或時(shí)間的最大變化率。根據(jù)強(qiáng)度直方圖，可以應(yīng)用閾值以選取特定的有用區(qū)20。各種取閾值方法是已知的，并適合于這種任務(wù)，它包括設(shè)置簡單的固定閾值，或可變化閾值，它尋找強(qiáng)度直方圖的最大值和最小值，并采用二者之間一點(diǎn)的閾值。有用區(qū)可以限制于從直方圖選取的正確區(qū)域，或可以是任何一側(cè)的邊緣。
在選取有用區(qū)之后，我們選擇和分析周期性圖形的這個(gè)圖像區(qū)17。從圖20中可以看出，提取的有用區(qū)中有一個(gè)清晰的周期性圖形，在掃描結(jié)束時(shí)重新會聚之前，雖然這個(gè)有用區(qū)發(fā)散成一對周期性圖形。這大致對應(yīng)于病人橫膈膜左側(cè)和右側(cè)的圖像。
為了克服這個(gè)困難和其他的困難，我們提出一個(gè)極其簡單的比較過程，其中在經(jīng)受可變位移之后，比較圖像中每個(gè)單像素“切片”與下一個(gè)鄰近切片。然后，該系統(tǒng)確定在什么位移下這兩個(gè)一維切片之間的差最小。如圖21所示，一種方法是對兩個(gè)單像素切片之間強(qiáng)度差平方求和，并識別該和值在什么像素位移下最小。在重復(fù)每個(gè)相鄰對單像素切片的運(yùn)算之后，可以導(dǎo)出圖21所示的曲線，其中位移是隨X線圖像編號而變化。這是一個(gè)簡單的周期性曲線，利用已知的方法可以分析該曲線以確定它的頻率，從而確定每個(gè)圖像的時(shí)相位置。
然后，該系統(tǒng)可以返回到每個(gè)原始圖像并給它分配時(shí)相信息。收集的圖像可以組織成多個(gè)時(shí)相相關(guān)族，而單個(gè)相關(guān)族內(nèi)的圖像可用于正常的錐形射束CT重構(gòu)過程。這個(gè)結(jié)果表示在圖23中，并展示較高的精確度和清晰度?？梢源蟠笙粑娜藶楝F(xiàn)象。
在本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中，提取三個(gè)病人的4個(gè)X線系列呼吸循環(huán)。我們發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化第一系列重構(gòu)所采用的參數(shù)值證明適合于所有的系列。具體地說，三個(gè)病人中的一個(gè)病人只有一個(gè)肺，但由于在X線圖像中呼吸循環(huán)是可見的，就可以成功地提取呼吸循環(huán)。因此，本發(fā)明提供一種從順序X線圖像中提取呼吸循環(huán)的獨(dú)立算法，它不需要用戶的相互作用，并可在足夠快速處理機(jī)器上可用的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高質(zhì)量重構(gòu)圖像。假設(shè)算法所需少量參數(shù)的原始初值證明適合于整個(gè)測試系列，則該方法是相應(yīng)健全的。此外，算法的相對簡單性和大部分的處理是在逐個(gè)圖像的基礎(chǔ)上，這意味著大多數(shù)處理操作可以在X線圖像采集時(shí)間內(nèi)完成。在適當(dāng)快速的處理器上，用于顯示呼吸循環(huán)頻率的組合圖像處理不應(yīng)當(dāng)超過約1秒鐘。
因?yàn)楹粑h(huán)是直接從相關(guān)X線圖像中導(dǎo)出的，而不是根據(jù)一些輔助指示，例如，鼻孔溫度和胸廓大小，它的不準(zhǔn)確性就較少，因?yàn)楹粑h(huán)時(shí)相與X線圖像之間相關(guān)是直接的。
應(yīng)當(dāng)明白，在不偏離本發(fā)明范圍的條件下，對以上描述的實(shí)施例作各種變化是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于成像體積內(nèi)部結(jié)構(gòu)以展示內(nèi)部變化的設(shè)備，包括穿透輻射源和用于該輻射的二維檢測器，輻射源和檢測器安排成產(chǎn)生一系列的體積投影圖像；重構(gòu)裝置，用于從選取的系列圖像中導(dǎo)出有關(guān)體積中三維結(jié)構(gòu)的信息；選擇裝置，用于從系列圖像中選取有類似時(shí)相的圖像供給重構(gòu)裝置使用；其中選擇裝置安排成把從二維系列圖像中導(dǎo)出的圖像壓縮成一維圖像，這是沿與該一維垂直的方向?qū)ο袼貜?qiáng)度求和實(shí)現(xiàn)的，從系列圖像得到的一維圖像組合中產(chǎn)生另一個(gè)圖像，分析圖形的另一個(gè)圖像，和從系列圖像中選取該圖形中有類似時(shí)相的圖像。
2.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中輻射源和檢測器可以相對于該體積旋轉(zhuǎn)，因此，該系列投影圖像展示不同取向的體積。
3.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的設(shè)備，其中變化是周期性的。
4.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中圖像在選擇裝置運(yùn)行之前被預(yù)處理。
5.按照權(quán)利要求4的設(shè)備，其中預(yù)處理操作包括用于縮小圖像強(qiáng)度范圍的濾波器。
6.按照權(quán)利要求4或權(quán)利要求5的設(shè)備，其中預(yù)處理操作包括用于增強(qiáng)圖像邊緣的導(dǎo)數(shù)濾波器。
7.按照權(quán)利要求6的設(shè)備，其中該體積包括病人，和取導(dǎo)數(shù)操作是沿病人顱索軸的方向?qū)嵤┑摹?br> 8.按照權(quán)利要求4至7中任何一個(gè)的設(shè)備，其中預(yù)處理操作包括應(yīng)用于的圖像的掩模，用于選取包含邊緣的區(qū)域。
9.按照權(quán)利要求8的設(shè)備，其中從應(yīng)用于圖像的閾值導(dǎo)出邊緣掩模，該圖像經(jīng)導(dǎo)數(shù)濾波器的濾波。
10.按照權(quán)利要求4至9中任何一個(gè)的設(shè)備，其中預(yù)處理操作包括加掩模以排除該體積內(nèi)目標(biāo)之外的圖像區(qū)域。
11.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的設(shè)備，其中多個(gè)重構(gòu)圖像是從多個(gè)子集合中導(dǎo)出，每個(gè)子集合包含系列圖像中時(shí)相相關(guān)的圖像，每個(gè)子集合的時(shí)相相關(guān)不同于其他子集合的時(shí)相相關(guān)。
12.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的設(shè)備，其中分析另一個(gè)圖像的周期性圖形包括比較步驟比較其中的一維圖像，用于識別沿該一維特征的運(yùn)動(dòng)。
13.按照權(quán)利要求12的設(shè)備，其中比較相鄰的圖像。
14.按照權(quán)利要求12或13的設(shè)備，其中比較一維圖像是通過計(jì)算各個(gè)圖像中不同相對位移的圖像之間強(qiáng)度差。
15.按照權(quán)利要求14的設(shè)備，其中比較方均根差。
16.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的設(shè)備，其中在分析周期性圖形之前，另一個(gè)圖像經(jīng)受處理。
17.按照權(quán)利要求16的設(shè)備，其中預(yù)處理操作包括增強(qiáng)另一個(gè)圖像邊緣的導(dǎo)數(shù)濾波器。
18.按照權(quán)利要求17的設(shè)備，其中取導(dǎo)數(shù)操作是在與該一維垂直的方向?qū)嵤?br> 19.按照權(quán)利要求16至18中任何一個(gè)的設(shè)備，其中預(yù)處理操作包括選取另一個(gè)圖像的有用區(qū)和排除另一種處理操作的其他區(qū)。
20.按照權(quán)利要求19的設(shè)備，其中通過分析包含最高導(dǎo)數(shù)的區(qū)域，選取有用區(qū)。
21.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的設(shè)備，其中該變化是活生物體展示的自然變化。
22.按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中該變化是由呼吸造成的。
23.一種從掃描儀輸出中選取時(shí)相相關(guān)圖像的方法，對于掃描儀產(chǎn)生系列圖像的多個(gè)圖像中每個(gè)圖像，包括以下步驟把二維圖像壓縮成一維圖像，這是沿與該一維垂直的方向?qū)ο袼貜?qiáng)度求和實(shí)現(xiàn)的，從系列圖像得到的一維圖像組合中產(chǎn)生另一個(gè)圖像，分析周期性圖形的另一個(gè)圖像，和從系列圖像中選取該周期性圖形中有類似時(shí)相的圖像。
24.按照權(quán)利要求23的方法，其中掃描儀是錐形射束CT掃描儀。
25.按照權(quán)利要求24的方法，其中圖像是呼吸病人的圖像。
26.一種從掃描儀輸出中選取時(shí)相相關(guān)圖像的軟件模塊，對于掃描儀產(chǎn)生系列圖像的多個(gè)圖像中每個(gè)圖像，該軟件模塊安排成執(zhí)行以下步驟把二維圖像壓縮成一維圖像，這是沿與該一維垂直的方向?qū)ο袼貜?qiáng)度求和實(shí)現(xiàn)的，從系列圖像得到的一維圖像組合中產(chǎn)生另一個(gè)圖像，分析周期性圖形的另一個(gè)圖像，和從系列圖像中選取該周期性圖形中有類似時(shí)相的圖像。
27.按照權(quán)利要求26的方法，其中掃描儀是錐形射束CT掃描儀。
28.按照權(quán)利要求27的方法，其中圖像是呼吸病人的圖像。
29.一種用于成像體積內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)備，該設(shè)備基本上是此處參照附圖所描述的設(shè)備。
全文摘要
一種設(shè)備，方法和軟件模塊，用于從諸如錐形射束CT掃描儀的掃描儀輸出中選取時(shí)相相關(guān)的圖像，其工作方式是，把從二維系列圖像中導(dǎo)出的圖像壓縮成一維，這是對與該一維垂直方向的像素強(qiáng)度求和實(shí)現(xiàn)的；從系列圖像得到的一維圖像組合中產(chǎn)生另一個(gè)圖像；分析周期性圖形的另一個(gè)圖像；和從系列圖像中選取該周期性圖形中有類似時(shí)相的圖像。如果需要，可以導(dǎo)出不同時(shí)相的多個(gè)重構(gòu)圖像。分析周期性圖形的另一個(gè)圖像可以包括比較其中的一維圖像，用于識別沿該一維的特征運(yùn)動(dòng)。這可以(尤其是)準(zhǔn)確地確定病人的呼吸循環(huán)并利用時(shí)相相關(guān)的圖像提高CT掃描的質(zhì)量。
文檔編號G06T7/20GK1764930SQ200480007036
公開日2006年4月26日 申請日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月21日
發(fā)明者澤普·拉姆波特, 凱文·約翰·布朗, 大衛(wèi)·杰弗里, 杰弗里·西韋蒂森, 馬克塞爾·萬哈克, 簡-雅各布·桑克 申請人:埃萊克塔公共有限公司