專利名稱：醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的自適應(yīng)處理系統(tǒng)的制作方法
醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的自適應(yīng)處理系統(tǒng)
本申請(qǐng)是M.Spahn在2007年12月5日提交的臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)No. 60/992,511的非臨時(shí)申請(qǐng)。 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)響應(yīng)于例如自適應(yīng)確定的圖像(和其他)特性或 者預(yù)定的配置數(shù)據(jù)在2D (二維)X射線醫(yī)學(xué)圖像中自適應(yīng)地改變像素分辨率來(lái) 處理圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
發(fā)明
背景技術(shù)：
已知的X射線系統(tǒng)使用X射線探測(cè)器，所述已知的X射線系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)X 射線系統(tǒng)，其提供用于介入性和診斷性血管工作的醫(yī)學(xué)圖像序列，或提供單獨(dú) 的醫(yī)學(xué)圖像。所述探測(cè)器禾擁內(nèi)部物理像素矩陣來(lái)獲取數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)可以以 全像素分辨率或減小的像素分辨率被讀出。通常，使用2X2重新分級(jí)步驟 (binning step)來(lái)減小矩陣^fjf率，從而減小 大小。M大小被減小來(lái)容許
高級(jí)實(shí)時(shí)圖像處理算法和,具有帶寬P艮制的不同接口傳送數(shù)據(jù)。接口帶 寬柳艮在不同的接口中發(fā)生，所述不同的接口包括在X射線探測(cè)器內(nèi)、在探測(cè) 器和圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間、在圖像M處理系統(tǒng)自身內(nèi)部和在圖像數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)和顯示器之間。
通常，對(duì)包括旨所獲得的圖像的圖像像素 執(zhí)行空間分辨率的減小， 即使縮放功能被用于僅僅獲取和處理用戶感興趣的區(qū)域。盡管如此，為提供處 理和通信用的減小的數(shù)據(jù)量而對(duì)圖像空間像素分辨率的減小伴隨信息或圖像空 間分辨率的損失。依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)致力于上述缺點(diǎn)及相關(guān)問(wèn)題，通過(guò)使用智 育湖陣系統(tǒng)，從而避免圖像在圖像空間分辨率方面的損失。

發(fā)明內(nèi)容
響應(yīng)于由可執(zhí)行應(yīng)用程序確定的或由圖像數(shù)據(jù)處理器基于所處理的圖像 數(shù)據(jù)的局部圖像內(nèi)容自適應(yīng)局部確定的、分區(qū)圖像的各個(gè)部分的圖像空間分 辨率要求，系統(tǒng)局部地改變醫(yī)學(xué)X射線診斷性或介入性系統(tǒng)的圖像的空間分 辨率。系統(tǒng)通過(guò)在2D (二維)X射線醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)自適應(yīng)改變像素分辨率來(lái)處理圖像數(shù)據(jù)。所述系統(tǒng)包括成像探測(cè)器，該成像探測(cè)器包括具有探測(cè)器像素分 辨率的探測(cè)圖像元魏陣陣列用來(lái)探測(cè)穿過(guò)患者人體結(jié)構(gòu)的X射線。圖像
處理器確定2D圖像內(nèi)的要被分配第一像素^f辛率的第一區(qū)域，以及2D圖像內(nèi) 的要被分配低于第一^f,率的第二像素分辨率的第二區(qū)域。組合處理器組合多 個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供第二像素^ff率的單獨(dú)的像素。用戶界 面產(chǎn)生fW包括第一區(qū)概瞎二區(qū)域的2DX射線醫(yī)學(xué)圖像的 ，第一區(qū)域具 有第一像素^ff率，第二區(qū)域具剤氐于第一^P率的第二像素^Df率。


圖1是依據(jù)本發(fā)明原理的X射線成像配置，包括通過(guò)在2D X射線醫(yī)學(xué)圖 像中自適應(yīng)地改變像素分辨率來(lái)處理圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
圖2是依據(jù)本發(fā)明原理在系統(tǒng)中使用的基于Csl (碘化銫)以及非晶硅有 源讀出矩陣(amorphous silicon active readout matrix)的間接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器。
圖3是依據(jù)本發(fā)明原理探測(cè)器的不同的讀出區(qū)域。
圖4是依據(jù)本發(fā)明原理的平板X(qián)射線探測(cè)器的有源像魏陣的一小部分。
圖5是依據(jù)本發(fā)明原理的布置，其中X射線探測(cè)器陣列的中心部分以全圖 像像素分辨率被讀出，而外部環(huán)形區(qū)域以連續(xù)變低的圖像像素分辨率被讀。
圖6是依據(jù)本發(fā)明原理的布置，其中局部空間分辨率自適應(yīng)地確定局部探 測(cè)器圖像元素?cái)?shù)據(jù)的組合。
圖7是依據(jù)本發(fā)明原理讀取和處理來(lái)自物理X射線探測(cè)器矩陣的數(shù)據(jù)的過(guò) 程的流程圖。
圖8是依據(jù)本發(fā)明原理的對(duì)胸部的X射線圖像的智肖溯陣圖像數(shù)據(jù)探測(cè)。 圖9是依據(jù)本發(fā)明原理i!M在2DX射線醫(yī)學(xué)圖像中自適應(yīng)改變像素分辨率 來(lái)處理圖像 的^1呈的流程圖。
具體實(shí)施例方式
智會(huì)湖陣系,過(guò)在2D (二維)解剖學(xué)X射線醫(yī)學(xué)圖像中自適應(yīng)地改變 像素分辨率來(lái)處理圖像數(shù)據(jù)。所述系統(tǒng)有利地產(chǎn)生包括與一個(gè)或多個(gè)其他圖像
區(qū)域的像素分辨率相比具有較高像素分辨率的一個(gè)或多個(gè)圖像區(qū)域的單獨(dú)的復(fù) 合圖像。由此，骨骼、線以及支架(stent)以相對(duì)高的分辨率描繪，而通常不 需要高空間圖像像素分辨率的低對(duì)比度圖像內(nèi)容，例如組織和患者之外的受照 射區(qū)域，以劍氐的像素分辨率描繪。所述智能矩陣系統(tǒng)在高分辨率圖像區(qū)域使
6用較高分辨率讀出處理(例如，全探測(cè)器像素^f辛率)，而在較低^fjf率圖像區(qū) 域4頓較低^D摔讀出處理。
響應(yīng)于由用戶或由可執(zhí)行的應(yīng)用禾旨所確定的預(yù)定配置數(shù)據(jù)或者響應(yīng)于圖
像內(nèi)執(zhí)寺性，所述智戯巨陣系統(tǒng)在2D (二維)解剖學(xué)X射線醫(yī)學(xué)圖像中自適應(yīng) 改變像素^fjf率。配置 給用在心臟手術(shù)(cardiac procedure)成像中的圖像 的中心部分分配較高分辨率。心臟手術(shù)通常在圖像中心需要最高的分辨率，在 這里需要看見(jiàn)血管或者需要看見(jiàn)高空間分辨率的介入性對(duì)象(例如線，支架， 氣球)。圖像外部區(qū)域不是很感興趣，不需要同樣高的像素分辨率。所述系統(tǒng)響 應(yīng)于圖像內(nèi)容特性，使用像素分辨率探測(cè)過(guò)程在2D圖像中自適應(yīng)地改變像素分 辨率，所述像素分辨率探測(cè)戰(zhàn)呈確定對(duì)局部圖像區(qū)域最適合f頓的像素分辨率。 所述智能矩陣系統(tǒng)有利地減少了需要處理和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，使得^^在特定硬 件平臺(tái)上使用更加復(fù)雜的和計(jì)算密集型的圖像處理功能并能夠減少用于特定圖 像處理功能的fi更件^。
這里使用的處理器是用于執(zhí)行所存儲(chǔ)的用來(lái)執(zhí)行任務(wù)的機(jī)器可讀指令的設(shè) 備，并且可包括硬件和固件任何之一，或者兩者的結(jié)合。處理器可能同樣包括 存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)驗(yàn)儲(chǔ)可執(zhí)行以執(zhí)行任務(wù)的機(jī)器可讀指令。處理器通鵬縱、 分析、修改，轉(zhuǎn)換或傳輸信息以便由可執(zhí)行的禾歸或者信息設(shè)備4頓，和/ 過(guò)將所述信息路由至懶出設(shè)備而作用于信息。處理器可能使用或包括例如控制 器或者微處理器的能力。處理器可以與任何其他處理器電耦合，使得彼此之間 會(huì)嫩交互和/或通信。包括可執(zhí)行指令的處理器可以被電耦合，由于處于所存儲(chǔ) 的可執(zhí)行指令內(nèi)使得能夠與包括其他處理器的可執(zhí)行指令進(jìn)行^S和/艦信。 用戶界面處理器或發(fā)生器是包括電子電路或軟件或者兩者的組合的已知元件， 來(lái)生成顯示圖像或者其部分。用戶界面包括一個(gè)或多個(gè)顯示圖像，使得用戶與 鵬器或其他設(shè)備進(jìn)行妊。
可執(zhí)行應(yīng)用程)^括代碼或者機(jī)器可讀指令，用來(lái)調(diào)整處理器以便響應(yīng)于 用戶命令或輸入實(shí)施預(yù)定功能，例如操作系統(tǒng)、上下文數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或者其他 信息處理系統(tǒng)的那些功能。可執(zhí)行，旨是代碼或機(jī)器可讀指令的段，子例fi^呈 序或者其他不同的代碼部分或者用來(lái)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)特定過(guò)程的可執(zhí)行應(yīng)用程 序部分。這些過(guò)程可能包括接收輸入數(shù)據(jù)和/或參數(shù)，對(duì)所接收的輸入翻執(zhí)行 操作，禾口/或響應(yīng)于所接收的輸入?yún)l行功能，以及提供結(jié)果輸出 和/或參數(shù)。這里使用的用戶界面(UI， user interface)包括一個(gè)或多個(gè)顯示圖像，其由 用戶界面處理器產(chǎn)生，并使得用戶與處理器或其他設(shè)備交互并且允許相關(guān)的數(shù) 據(jù)釆集和處理功能。
所述UI也包括可執(zhí)，界旨或可執(zhí)行應(yīng)用程序。所述可執(zhí)1，呈序或可執(zhí)行應(yīng) 用程序調(diào)整用戶界面處理器，以產(chǎn)生代表UI顯示圖像的信號(hào)。這些信號(hào)被提供 給顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備顯示圖像以便由用戶觀看。所述可執(zhí)纟ff呈序或可執(zhí) 行應(yīng)用程序另外從用戶輸入設(shè)備(例如，鍵盤(pán)，鼠標(biāo)，光筆，觸離或者任何 其他使用戶向處理IIJI供數(shù)據(jù)的裝置)接收信號(hào)。在可執(zhí)， f呈序或者可執(zhí)行應(yīng) 用禾聘的控制下，所述處理器響應(yīng)于從輸入設(shè)織收至啲信號(hào)操縱所述UI顯示 圖像。通皿種方式，所述用戶利用輸入設(shè)備與顯示圖像交互，使得用戶與處 理器或其他設(shè)備交互。這里所述功能以及過(guò)程步驟可能被自動(dòng)執(zhí)行，或者全部 或部分響應(yīng)于用戶命令被執(zhí)行。被自動(dòng)執(zhí)行的活動(dòng)(包括步驟)在無(wú)需用戶直 接啟動(dòng)活動(dòng)的情況下響應(yīng)于可執(zhí)行指令或者設(shè)備操作而執(zhí)行。對(duì)M數(shù)據(jù)對(duì)象 包括 分組，可執(zhí)行指令或兩者組合，或可執(zhí)《Tf呈序。
圖1表示X射線成像系統(tǒng)IO，它包括fflii在2DX射線醫(yī)學(xué)圖像中自適應(yīng) 改變像素分辨率來(lái)處理圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。系統(tǒng)10包括一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備(例 如，工作站或者便攜式設(shè)備，諸如筆記本，個(gè)人數(shù)字助理，電話)12，其分別 包括存儲(chǔ)器28以及響應(yīng)于通過(guò)觸摸板39輸入的用戶命令和預(yù)先確定的用戶(例 如醫(yī)生)特定偏好支持圖像表示的用戶界面26。系統(tǒng)10還包括經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)21相 互通信的至少一個(gè)庫(kù)17、 X射線成像模態(tài)系統(tǒng)25 (在可替代的實(shí)施例中，可能 包括例如MR (磁共振)、CT掃描自聲系統(tǒng))以及服務(wù)器20。用戶界面26提 1^[，顯示圖像的 ，包括圖形用戶界面(GUI)用來(lái)^/示在處理設(shè)備12上。 至少一個(gè)庫(kù)17以DIC0M兼容(或其他) 格式存儲(chǔ)多個(gè)患者的醫(yī)學(xué)圖像研 究。醫(yī)學(xué)圖像研究分別包括患者解剖部分的多個(gè)圖像序列，其又分別包括多個(gè) 圖像。月艮務(wù)器20包括圖像娜處理器15以及系統(tǒng)和成像控制器34。
系統(tǒng)10 {頓X射線模態(tài)系統(tǒng)25獲得表示患者器官的多個(gè)時(shí)間1 與蟲(chóng)圖 像的數(shù)據(jù)。X射^M態(tài)系統(tǒng)25包括支持X射線輻射源31以及成像探測(cè)器設(shè)備 3的、圍繞患者臺(tái)旋轉(zhuǎn)的C形臂19。 X射線模態(tài)系統(tǒng)25包括相關(guān)的發(fā)電機(jī)來(lái)給 X射線輻射系統(tǒng)提供電功率。成像探測(cè)器23包括具有探測(cè)器像素分辨率的探測(cè) 圖像元素矩陣陣歹,于探測(cè)由源31提供的穿過(guò)患者人體結(jié)構(gòu)的X射線。圖像數(shù)據(jù)處理器15確定2D圖像內(nèi)的被分配第一像素分辨率的第一區(qū)域和2D圖像內(nèi) 的被分配比第一^fl率低的第二像素^M率的第二區(qū)域。成像探測(cè)器23中的(或 者在另一個(gè)實(shí)施例中圖像 處理器15中的)組合處理器自適應(yīng)組合多個(gè)相鄰 探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供第二像素分辨率的單獨(dú)的像素。用戶界面26產(chǎn) 生^ 2D X射線醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)，所述2D X射線醫(yī)學(xué)圖像包括具有第一像素 分辨率的第一區(qū)域以及具有第二像素^fjf率的第二區(qū)域，第二像素分辨率低于 第一分辨率。
圖2顯示了基于CsI(Cesium Iodide，碘化銫)以及非晶硅有源讀出矩陣的間 接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器。X射線輻射艦碘化銫層轉(zhuǎn)換為輻射，所述輻射可通 測(cè)像素元素矩陣陣列來(lái)探測(cè)，該探觀條素元素矩陣陣列包括由驅(qū)動(dòng)器電子系統(tǒng) 主動(dòng)控制的光電二極管。ffi51在2D X射線醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)自適應(yīng)改變像素分辨率所 4頓的探測(cè)電子電路讀取由單獨(dú)探測(cè)像素元素光電二極管產(chǎn)生的電信號(hào)。在成 像探測(cè)器23 (圖1)中的探測(cè)電子電路在探測(cè)器的不同的讀出區(qū)域中自適應(yīng)改 變像素分辨率。圖3是具有由所述探測(cè)電子電,供的不同像素分辨率的不同 讀出區(qū)域。具體地，不同的讀出區(qū)域包括全區(qū)域303 (包含探測(cè)圖像元素的完整 矩陣陣列)、第一縮放區(qū)域305 (包含具有較小有效矩陣陣列的縮小的圖像元素 讀出區(qū)域)以及第1放區(qū)域307 (包含具有較小有效矩陣陣列的進(jìn)一步縮小的
圖像元素讀出區(qū)域)。
成像探測(cè)器23 (圖1)可以包括基于非晶硅和間接x射線轉(zhuǎn)換器(碘化銫) 或者間接x射線轉(zhuǎn)換器(硒，CdTe, CdZTe, PbO, Hgl,等)的平板探測(cè)器。成像 探測(cè)器23可替代地可包含基于具有直接或間接x射線轉(zhuǎn)換器的CMOS (互補(bǔ)型 金屬氧化物半導(dǎo)體(complimentary metal oxide semiconductor))結(jié)構(gòu)的積分平板 探測(cè)器(integrating flat detector),或者基于具有直接或間接x射線轉(zhuǎn)換器的 CMOS結(jié)構(gòu)的計(jì)數(shù)探測(cè)器。此外， 一些與探測(cè)蹄關(guān)的圖像鵬(像偏移、增 益、像素缺陷校正)可以在應(yīng)用智能矩陣之前被應(yīng)用。
在一個(gè)實(shí)施例，在成像探測(cè)器23 (圖l)中的探測(cè)電子電路Sifi^測(cè)器內(nèi) 的探測(cè)圖像元素源，自適應(yīng)改變?cè)谠撐恢帽唤M合的相鄰探測(cè)圖像元素的數(shù)量。 這可以在模擬電路或者可替代地在數(shù)字電路或在兩者中(例如，M部分地組 合模擬形式的探測(cè)圖像元素的數(shù)據(jù)以及組合數(shù)字形式的剩余探測(cè)圖像元素的數(shù) 據(jù))執(zhí)行來(lái)提供第二像素分辨率的單獨(dú)的像素。在另一實(shí)施例中，所述成像探測(cè)器23 (圖1)中的探測(cè)電子電路位于圖像 處理管線(pipeline)中，例如 位于圖像接收板(電子板或^i十穀幾電路，接收探測(cè)器像素 )。在另一實(shí)施 例中，所述探測(cè)電子電路可位于例如圖像數(shù)據(jù)處理器15中成像探測(cè)器23遠(yuǎn)處。
所述探測(cè)電子電路組合可選擇陣列形式的相鄰探測(cè)圖像元素的數(shù)據(jù)，可選擇陣 列包括1X1 (原始，全分辨率)，2X2 (4元素組合為一個(gè)像素)，3X3 (9元 素組合為一個(gè)像素)，nXn或者nXm， 一般包括例如1X2， 2X1， 2X3。
圖4為平板x射線探測(cè)器的有源像素矩陣的一小部分，并解釋了探測(cè)圖像 元素是如何被組合的(稱為重新分級(jí)的過(guò)程)。圖像探測(cè)器23 (圖l)中的組合 處理器組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素(picture element)的圖像 ，以便通過(guò)組 合相鄰像素的亮度f(wàn)W性織連同通過(guò)平均G柳2X2， 3X3重新分級(jí))來(lái)提 供第二像素辨」摔的單獨(dú)的像素。探測(cè)圖像元素陣列310顯示36個(gè)探測(cè)圖像元 素的全分辨率，提供36個(gè)像素，陣列312表示36個(gè)探測(cè)圖像元素的縮小的分 辨率，提供分別包含平均2X2元素的9像素，以及陣列314顯示了36個(gè)探測(cè) 圖像元件的縮小的^P率，提供分別包含平均3 X 3元素的4個(gè)像素。
圖5顯示一種布置，其中，X射線探測(cè)器陣列的中心部分以全圖像像素分 辨率讀出，而外部環(huán)形區(qū)域分級(jí)地以連續(xù)變低的圖像像素分辨率讀出。特別地， 圖像區(qū)域330， 333以及336分別被分配預(yù)先確定的從圖像中心到外圍連續(xù)減小 的圖像像素分辨率，其中區(qū)域330具有最高的圖像像素分辨率。圖像數(shù)據(jù)處理 器15 (圖1)響應(yīng)于預(yù)先確定的配置 分另鵬定第一、第二和第三圖像區(qū)域 330、 333和336，將第一區(qū)域330識(shí)別為2D圖像329的中央?yún)^(qū)域，將第二區(qū)域 333識(shí)別為位于第一區(qū)域330外部，以及將第三區(qū)域336識(shí)別為位于第一和第二 區(qū)域333和336外部。
圖6顯示一種布置，其中，局部空間^f摔自適應(yīng)確定局部探測(cè)器圖像元 素纖的組合(例如， <柳組合1X1 、 2X 2至lj 3 X 3元素的陣列^S合探測(cè)器 圖像元素)。在圖像內(nèi)的像素分辨率逐像素地由處理器15 (圖l)來(lái)確定，該處 理娜測(cè)局部亮度(例如，總)的變化。對(duì)應(yīng)于X射線描繪的解剖特征的看 似隨機(jī)的區(qū)域340被分配第一分辨率，并且區(qū)域343、 346被分配預(yù)先確定的連 續(xù)減小的圖像像素分辨率。響應(yīng)于2D圖像內(nèi)的像素亮度變化，圖像 處理器 15 (圖1)自適應(yīng)確定圖像區(qū)域340、 343以及346。響應(yīng)于確定在包含圖像區(qū) 域340的一個(gè)或多個(gè)圖像區(qū)域內(nèi)的累積像素亮度變化皿預(yù)定閾值，圖像 ，器15自適應(yīng)確定圖像區(qū)域340，圖像區(qū)域343至少部分地基于位于圖像區(qū) 域340外部而被確定。類似地，響應(yīng)于確定在包含圖像區(qū)域343的一個(gè)或多個(gè) 圖像區(qū)域內(nèi)累積像素亮度變化微預(yù)定閾值，圖像娜處理器15自適應(yīng)確定圖 像區(qū)域343，以及圖像346至少部分地基于位于圖像區(qū)域343夕卜部而被確定。
圖7顯示了讀取和處理來(lái)自物理X射線探測(cè)器矩陣603的數(shù)據(jù)的流程圖， 所述矩陣603包含第一像素^f」摔的原始全^f摔探測(cè)圖像元親陣605。X射 線探測(cè)器矩陣603是具有有規(guī)律布置的探測(cè)圖像元素的物理設(shè)備。在步驟607 中，成像探測(cè)器23 (圖l)(或者在其他實(shí)施例中在圖像數(shù)據(jù)處理器15)中的組 合^bS器自適應(yīng)地組合矩陣605的多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的第一部分的圖像數(shù) 據(jù)來(lái)(在圖609中)提供第二像素^f摔的與蟲(chóng)的像素。所述組合處理器自適 應(yīng)組合矩陣605的多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的第二部分的圖像數(shù)據(jù)來(lái)(在圖609 中)提供第三像素^ff率的單獨(dú)的像素。在步驟611中，圖像娜處理器15 (圖 1)進(jìn)一步處理代表圖像609的數(shù)據(jù)(例如，針對(duì)對(duì)比度、明亮度調(diào)節(jié)圖像)來(lái) 衝斜戈表圖像613的數(shù)據(jù)，用來(lái)在步驟617中進(jìn)行存儲(chǔ)。在步驟623中，圖像 處理器15重艦(rem邵)^f樣圖像613的 或者所存儲(chǔ)的代表從存儲(chǔ) 中被重新得到的圖像619的數(shù)據(jù)，來(lái)與顯示監(jiān)視器627的像素分辨率兼容。為 提供圖像613或者圖像619由組合M器處理的矩陣605的多個(gè)探測(cè)圖像元素 的一部分，被重鵬^^MM示監(jiān)視器627的物理像素結(jié)構(gòu)。^ 1頓例如 雙線性或者三次內(nèi)插(bi-linear,or cubic interpolation)或者類似已知方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 圖像613或者圖像619可會(huì)鉍須被重新調(diào)整大小為探測(cè)圖像元素矩陣605的分 辨率(以及中間^f摔圖像613和619)可能與顯示監(jiān)視器627^ff率不匹配。 所述探測(cè)圖像元魏陣605 (以及圖像中間^fj率矩陣613和619)可以為1500 X1800全^fjf率矩陣，而顯示監(jiān)視器627分辨率可能包含例如1000X1200像 素。
圖8示出對(duì)胸部803的X射線圖像的智育歐巨陣圖像數(shù)據(jù)探測(cè)。以胸部為例， 圖像 處理器15響應(yīng)于用戶預(yù)先確定的胸部解剖學(xué)特征選擇來(lái)自適應(yīng)選擇第 一區(qū)域805。特別地，圖像 器15響應(yīng)于用戶預(yù)先確定的解剖學(xué)特征(胸 部)選擇來(lái)自適 擇第一區(qū)域805的形狀。響應(yīng)于以下至少一個(gè)(a)用戶 命令以及(b)預(yù)先確定的用戶偏好，圖像 處理器15自適皿擇第一區(qū)域 805的微(例如，胸部m)。 ？m^預(yù)先存儲(chǔ)在庫(kù)17中的形狀或者樣式中選擇?？蛇x擇的形狀或樣式表示一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，以及相關(guān)的像素^P率，并包
含期望的解剖學(xué)特征形狀，例如，胸部803。圖像區(qū)域807和811具有各自連續(xù) 減小的分辨率和比區(qū)域805低的分辨率。此外，可以從多個(gè)娜或者樣式中選 擇形狀，所述多個(gè)形狀活樣式包括例如正方形、矩形形狀、橢圓形、圓形或其 他預(yù)先確定的規(guī)則的或不規(guī)則的形狀。
圖9是fflil在2D X射線醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)自適應(yīng)改變像素分辨率來(lái)處理圖像數(shù) 據(jù)的過(guò)程的流程圖。在步驟912中，在步驟911開(kāi)始之后，成像探測(cè)器23 (圖 1) 4頓包括具有探測(cè)器圖像^ff率的探測(cè)圖像元素矩陣陣列的成像探測(cè)器來(lái)探 測(cè)穿過(guò)患者人體結(jié)構(gòu)的X射線。在步驟915中，響應(yīng)于用戶解剖學(xué)特 擇或 者響應(yīng)于2D圖像內(nèi)的像素亮度變化，圖像 自器15自適應(yīng)選擇位于2D 圖像中的要被分配第一像素分辨率的第一區(qū)域，并響應(yīng)于用戶解剖學(xué)特征選擇 ，擇第一區(qū)域的皿。在步驟919中，圖象 處理器15確定20圖像中的 要被分配低于第一分辨率的第二像素分辨率的第二區(qū)域。在步驟923中，ffl3i 響應(yīng)于至少以下之一(a)用戶命令，(b)預(yù)先確定的用戶偏好，禾n (c)用戶 預(yù)先確定的解剖學(xué)特tra擇來(lái)自適應(yīng)改變被組合以提供所述第二像素分辨率的 與蟲(chóng)的像素的多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的數(shù)量，探測(cè)器23中的組合處理器組合多 個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供所述第二像素分辨率的單獨(dú)的像素。所 述組合處理器還組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)，以提供所述第一像素 分辨率的單獨(dú)的像素。在其他的實(shí)施例中，所^M合處理器響應(yīng)于2D圖像內(nèi)的 像素亮度變化或者用戶解剖學(xué)特征選擇自適應(yīng)改變被組合以提供所述第二像素 分辨率的^i的像素的多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的數(shù)量。
在步驟925中，用戶界面26產(chǎn)生f^2DX射線醫(yī)學(xué)圖像的f^，該2DX 射線醫(yī)學(xué)圖像包含具有第一像素分辨率的第一區(qū)域以及具有低于第一分辨率的 第二像素分辨率的第二區(qū)域。在步驟927中，圖像數(shù)據(jù)處理器15確定2D圖像 中的第三區(qū)域，其被分配低于第二分辨率的第三像素分辨率，所述組合處理器 組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供所述第三像素分辨率的單獨(dú)的像 素。用戶界面26產(chǎn)生4樣包含第三區(qū)域的2D X射線醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)。圖9的 過(guò)程在步驟931終止。
圖1-9的系統(tǒng)和過(guò)程并不是排他的。根據(jù)實(shí)現(xiàn)相同的目標(biāo)的本發(fā)明原理可 以推導(dǎo)出其他系統(tǒng)，過(guò)程以及項(xiàng)目單(menus)。盡管本發(fā)明是參照特定的實(shí)施
12例進(jìn)行描述的，但是可以理解的是，這里所示的和所描述的實(shí)施例和變型只是 為了說(shuō)明的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行對(duì) 當(dāng)前設(shè)計(jì)的修改。響應(yīng)于由用戶或者由可執(zhí)行應(yīng)用程序所確定的預(yù)定KS數(shù)據(jù)，
或者響應(yīng)于圖像內(nèi)執(zhí)寺征，所述智育魄陣系統(tǒng)在2D (二維)解剖學(xué)醫(yī)學(xué)圖像(例 如，X射線，MR， CT掃描，超聲或其他醫(yī)學(xué)圖像)中自適應(yīng)改變像素^D辛率。 所i^i程和應(yīng)用禾i^在可替代的實(shí)施例中可以位于訪問(wèn)鏈接圖1的元件的網(wǎng)絡(luò) 的一個(gè)或多個(gè)(例如，分布式)處理設(shè)備。此外，圖l-9中提供的任何一個(gè)功 能和步驟均可以通過(guò)硬件、軟件或者兩者的組合來(lái)實(shí)施，并且可能位于一個(gè)或 多個(gè)處理設(shè)備上，所述處理設(shè)備位于鏈接圖1的元件的網(wǎng)絡(luò)或包括因特網(wǎng)的其 ^^f鏈接的網(wǎng)絡(luò)的任何位置。
權(quán)利要求
1、一種用于通過(guò)在2D X射線醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)自適應(yīng)改變像素分辨率來(lái)處理圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括成像探測(cè)器，所述成像探測(cè)器包括具有探測(cè)器像素分辨率的探測(cè)圖像元素矩陣陣列，用于探測(cè)穿過(guò)患者人體結(jié)構(gòu)的X射線；圖像數(shù)據(jù)處理器，用于確定2D圖像內(nèi)的要被分配第一像素分辨率的第一區(qū)域，以及所述2D圖像內(nèi)的要被分配比所述第一分辨率低的第二像素分辨率的第二區(qū)域；組合處理器，用于組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供所述第二像素分辨率的單獨(dú)的像素；以及用戶界面，用于產(chǎn)生代表2D X射線醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)，所述2D X射線醫(yī)學(xué)圖像包括具有所述第一像素分辨率的所述第一區(qū)域以及比所述第一分辨率低的所述第二像素分辨率的所述第二區(qū)域。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像 處理器響應(yīng)于預(yù)先確定 的配置數(shù)據(jù)確定所述第一和第二區(qū)域，所述預(yù)先確定的配置數(shù)據(jù)將所述第一區(qū) 域識(shí)別為所述2D圖像內(nèi)的中央?yún)^(qū)域，以及將所述第二區(qū)域識(shí)別為位于所述第一 區(qū)域外部。
3、 如權(quán)禾腰求l所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像M處理器響應(yīng)于用戶預(yù)先確定的解剖學(xué)特te^擇自適應(yīng)i鵬擇所述第一區(qū)域。
4、 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像M處理器響應(yīng)于用戶預(yù)先 確定的解剖學(xué)特 擇自適應(yīng)iW擇所述第一區(qū)域的，。
5、 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像 處理器響應(yīng)于以下至少 之一(a)用戶命令和(b)預(yù)先確定用戶偏好，自適自擇所述第一區(qū)域的形 狀。
6、 如權(quán)禾腰求l所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像娜^i器響應(yīng)于所述2D 圖像內(nèi)的像素亮度變化來(lái)自適應(yīng)確定所述第一區(qū)域。
7、 如權(quán)禾腰求6所述的系統(tǒng)，其中，響應(yīng)于確定包括所述第一區(qū)域的一個(gè) 或多個(gè)圖像區(qū)域內(nèi)的累積像素亮度變化超過(guò)預(yù)定閾值，所述圖像 處理器自 適應(yīng)確定所述第一區(qū)域，所述第二區(qū)域至少部分地基于處于所述第一區(qū)域外部 而被確定。
8、 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，響應(yīng)于確定包括所述第一區(qū)域的一個(gè) 或多個(gè)圖像區(qū)域內(nèi)的累積像素亮度變化超過(guò)預(yù)定閾值，所述圖像 處理器自 適應(yīng)確定所述第一區(qū)域。
9、 如權(quán)禾腰求l所述的系統(tǒng)，其中，所述組合處理器組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖 像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供所述第二像素^M率的所述單獨(dú)的像素。
10、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組合處理器響應(yīng)于在所述2D 圖像內(nèi)的像素亮度變化自適應(yīng)改變所述多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的數(shù)量，所述多 個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素被組合來(lái)提供所述第二像素分辨率的所述制蟲(chóng)的像素。
11、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，響應(yīng)于以下至少之一(a)用戶命 令，(b)預(yù)先確定的用戶偏好以及(c)用戶預(yù)先確定的解剖學(xué)特tB^擇，所述 組合處理器自適應(yīng)改^^f述多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的數(shù)量，所述多個(gè)相鄰探測(cè) 圖像元素被組合賺供所述第二像素^f摔的所述單獨(dú)的像素。
12、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組合處理器組合多個(gè)相鄰探測(cè) 圖像元素的圖像 來(lái)提供所述第一像素分辨率的單獨(dú)的像素。
13、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像翻處理器確定在所述2D 圖像內(nèi)的要被分配低于所述第二分辨率的第三像素分辨率的第三區(qū)域，以及所 述組合處理器組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像繊來(lái)提供所述第三像素分辨 率的單獨(dú)的像素，所述用戶界面產(chǎn)生^^包括所述第三區(qū)域的2D X射線醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)。
14、 一種用于通過(guò)在2D X射線醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)自適應(yīng)改變像素^Df率來(lái)處理 圖像數(shù)據(jù)的方法，包括以下活動(dòng)4OT包括具有探測(cè)器像素分辨率的探觀,像元素矩陣陣列的成像探測(cè)器來(lái) 探測(cè)穿過(guò)患者人體結(jié)構(gòu)的X射線；響應(yīng)于用戶解剖學(xué)特征選擇，自適iS^擇在2D圖像內(nèi)的要被分配第一像 素^^率的第一區(qū)域；確定所述2D圖像內(nèi)的要被分配低于所述第一分辨率的第二像素分辨率的 第二區(qū)域；通過(guò)自適應(yīng)改變被組合來(lái)提供所述第二像素分辨率的單獨(dú)的像素的多個(gè)相 鄰探測(cè)圖像元素的數(shù)量，組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供所述第 二像素分辨率的所述單獨(dú)的像素；產(chǎn)生代表2D X射線醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)，所述2D X射線醫(yī)學(xué)圖像包括具有所 述第一像素分辨率的所述第一區(qū)域以及具剤氐于所述第一分辨率的所述第二像 素^fjf率的所述第二區(qū)域。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，包括以下活動(dòng)響應(yīng)于所述用戶解剖學(xué)特 !K擇，擇所述第一區(qū)域的皿。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，包括以下活動(dòng)響應(yīng)于所述用戶解剖學(xué)特 tra擇來(lái)組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)。
17、 如豐又利要求16所述的方法，其中所述用戶解剖學(xué)特tm擇是 頁(yè)先確定 的用戶偏好。
18、 一種用于通過(guò)在2D X射線醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)自適應(yīng)改變像素分辨率來(lái)處理 圖像數(shù)據(jù)的方法，包括以下活動(dòng)^頓包括具有探測(cè)器像素分辨率的探觀鵬像元素矩陣陣列的成像探測(cè)器來(lái)探測(cè)穿過(guò)患者人體結(jié)構(gòu)的X射線；響應(yīng)于所述2D圖像內(nèi)的像素亮度變化，自適應(yīng)選擇2D圖像內(nèi)的要被分配 第一像素^^率的第一區(qū)域；確定所述2D圖像內(nèi)的要被分配低于所述第一分辨率的第二像素分辨率的 第二區(qū)域；Mil自適應(yīng)改變被組合來(lái)提供所述第二像素分辨率的單獨(dú)的像素的多個(gè)相 鄰探測(cè)圖像元素的數(shù)量，組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供所述第 二像素分辨率的所述單獨(dú)的像素；產(chǎn)生代表2D X射線醫(yī)學(xué)圖像的 ，所述2D X射線醫(yī)學(xué)圖像包括具有所 述第一像素分辨率的所述第一區(qū)域以及具有低于所述第一分辨率的所述第二像 素分辨率的所述第二區(qū)域。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中自適應(yīng)改變被組合的所述多個(gè)探測(cè)圖 像元素的數(shù)量的活動(dòng)是響應(yīng)于所述2D圖像內(nèi)的像素亮度變化而被執(zhí)行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的自適應(yīng)處理系統(tǒng)，其響應(yīng)于分區(qū)圖像的各個(gè)部分的圖像空間分辨率要求，局部分配醫(yī)學(xué)X射線圖像的較高和低的空間分辨率。系統(tǒng)通過(guò)在2D X射線醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)自適應(yīng)改變像素分辨率來(lái)處理圖像數(shù)據(jù)。系統(tǒng)包括成像探測(cè)器，其包括探測(cè)穿過(guò)患者人體結(jié)構(gòu)的X射線的有探測(cè)器像素分辨率的探測(cè)圖像元素矩陣陣列。圖像數(shù)據(jù)處理器確定2D圖像內(nèi)被分配第一像素分辨率的第一區(qū)域和D圖像內(nèi)被分配低于第一分辨率的第二像素分辨率的第二區(qū)域。組合處理器組合多個(gè)相鄰探測(cè)圖像元素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提供第二分辨率的單獨(dú)像素。用戶界面產(chǎn)生代表2D X射線醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)，該圖像包括有第一像素分辨率的第一區(qū)域和有低于第一分辨率的第二分辨率的第二區(qū)域。
文檔編號(hào)G06T11/00GK101655984SQ20091014973
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者J·C·勞赫, M·斯帕恩, T·布倫納 申請(qǐng)人:美國(guó)西門(mén)子醫(yī)療解決公司;西門(mén)子公司