專利名稱：針對(duì)pet/ct圖像的像素特征混合融合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下涉及多模態(tài)成像領(lǐng)域、醫(yī)療成像領(lǐng)域、醫(yī)療診斷領(lǐng)域、正電子發(fā)射斷層攝影 (PET)成像領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)成像領(lǐng)域、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)成像領(lǐng)域、磁共振(MR)成像領(lǐng)域、超聲成像領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多模態(tài)成像必需使用諸如CT和PET或MR和PET或CT和PET以及MR等的兩個(gè)或更多個(gè)不同的成像模態(tài)來(lái)采集受試者的圖像。不同模態(tài)的圖像可以由諸如混合CT/PET系統(tǒng)的混合系統(tǒng)采集，或由諸如獨(dú)立的CT系統(tǒng)和獨(dú)立的PET系統(tǒng)的獨(dú)立的系統(tǒng)采集。多模態(tài)成像能夠?qū)⒔M成成分的成像模態(tài)的優(yōu)勢(shì)協(xié)同地結(jié)合起來(lái)，以獲得比單獨(dú)地操作任何一個(gè)單個(gè)成像模態(tài)所提供的信息更多的信息。多模態(tài)成像的一個(gè)普遍的示例是PET/CT，其中，PET成像提供諸如代謝活動(dòng)信息的大量功能信息，而CT成像提供大量結(jié)構(gòu)信息。協(xié)同結(jié)合使PET所提供的功能信息能夠置于CT所提供的解剖背景中。混合PET/CT成像例如在腫瘤學(xué)中有用，其中，CT圖像能夠描繪癌性腫瘤及其周圍的解剖鄰域，而PET能夠提供關(guān)于癌癥的新陳代謝、壞死或其他功能方面的信息。能夠使用對(duì)圖像的直接的并排比較來(lái)將來(lái)自不同模態(tài)的圖像“結(jié)合”。然而，該方法要求放射科醫(yī)生、內(nèi)科醫(yī)生、腫瘤學(xué)家或其他醫(yī)療專家以完全手動(dòng)的方式合成來(lái)自兩個(gè)模態(tài)的信息。例如，要求醫(yī)學(xué)專家視覺(jué)上確定圖像的哪些區(qū)域空間對(duì)應(yīng)。由于不同的成像模態(tài)提供不同的信息，并且因此“看起來(lái)不同”，因而，對(duì)于醫(yī)學(xué)專家而言，使不同模態(tài)的并排圖像相關(guān)并合成可能是困難的。因此，開(kāi)發(fā)了各種圖像融合顯示技術(shù)。在這些技術(shù)中，將來(lái)自不同模態(tài)的圖像進(jìn)行覆蓋或要不然就結(jié)合，以生成攜帶來(lái)自兩個(gè)成像模態(tài)的信息的單個(gè)“融合”圖像。使用 PET/CT以作為圖解說(shuō)明的示例，覆蓋圖像融合顯示示出作為襯底圖像的灰度的(主要是解剖的)CT圖像和作為覆蓋圖像的偽彩色的(主要是功能的)PET圖像。基于像素值而從色圖中選擇分配至PET圖像像素或體素的顏色。襯底和覆蓋以可調(diào)整的透明度混合在一起。 即，融合圖像是襯底CT圖像和覆蓋PET圖像的加權(quán)平均。在一些定量方法中，由在本文中表示為α的透明度系數(shù)控制可調(diào)整的透明度，來(lái)自襯底CT圖像的貢獻(xiàn)由α加權(quán)，來(lái)自覆蓋PET圖像的貢獻(xiàn)由(1-α)加權(quán)，其中，α在0和1之間，且包含0和1。透明度系數(shù)α 有時(shí)候也被稱為α值。關(guān)于圖像覆蓋技術(shù)的一個(gè)問(wèn)題是可能歪曲信息。例如，視覺(jué)系統(tǒng)輕易地檢測(cè)到由 PET覆蓋引入的顏色的變化，但不會(huì)強(qiáng)烈地受到CT襯底灰度強(qiáng)度的變化的影響。結(jié)果，醫(yī)療專家可能將由PET覆蓋引入的顏色變化詮釋為主要的圖像特征，而實(shí)際上所察覺(jué)到的顏色變化僅表示PET圖像強(qiáng)度的小變化。關(guān)于圖像覆蓋技術(shù)的另一個(gè)問(wèn)題是信息超載。圖像覆蓋是像素等級(jí)融合的形式。 圖像覆蓋不丟棄任何信息。結(jié)果，圖像覆蓋可能向醫(yī)療專家呈現(xiàn)太多的信息，使得醫(yī)療專家難以或不可能有效地透徹理解融合信息。圖像覆蓋還以相同的方式處置所有像素或體素， 這將大量帶寬強(qiáng)加于人類視覺(jué)系統(tǒng)上。對(duì)該信息超載問(wèn)題的一個(gè)解決方案是提取組成成分圖像中的一個(gè)或兩者的相關(guān)特征，然后，僅將相關(guān)特征融合。例如，能夠識(shí)別并經(jīng)由圖像覆蓋而呈現(xiàn)腫瘤區(qū)域，因而簡(jiǎn)化融合圖像的解釋。然而，該方法是計(jì)算密集型的，并且，由于該方法依賴于“醫(yī)療相關(guān)”特征的準(zhǔn)確的自動(dòng)確定，因而可能引入誤差。分離相關(guān)特征所涉及的信息的移除還可能移除過(guò)多的信息，從而提供了不足的背景而無(wú)法在空間上將特征與解剖相關(guān)。以下提供克服上面所提到的問(wèn)題及其他的新的改進(jìn)的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)公開(kāi)的方面，一種圖像顯示方法，包括針對(duì)其一部分被設(shè)置為透明的強(qiáng)度譜對(duì)第二圖像進(jìn)行顏色編碼，以生成顏色編碼的第二圖像；將第一圖像和所述顏色編碼的第二圖像結(jié)合，以生成融合的圖像；以及顯示所融合的圖像。根據(jù)另一個(gè)公開(kāi)的方面，一種圖像顯示系統(tǒng)，包括圖像生成模塊，其配置為通過(guò)根據(jù)將顏色分配至強(qiáng)度譜的強(qiáng)度的色圖而對(duì)輸入圖像進(jìn)行顏色編碼來(lái)生成圖像；色圖修改模塊，其配置為將強(qiáng)度譜的一部分選擇為透明的；以及顯示器，其配置為顯示所生成的圖像。根據(jù)另一個(gè)公開(kāi)的方面，公開(kāi)了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)所存儲(chǔ)的色圖， 所述色圖將顏色分配至強(qiáng)度譜的強(qiáng)度；以及指令，可由數(shù)字處理設(shè)備執(zhí)行，以(i)根據(jù)當(dāng)前的色圖而對(duì)圖像進(jìn)行顏色編碼并(ii)通過(guò)修改所存儲(chǔ)的色圖而生成當(dāng)前的色圖。根據(jù)另一個(gè)公開(kāi)的方面，一種圖像顯示方法，包括以灰度顯示受試者的結(jié)構(gòu)圖像；以及對(duì)所顯示的結(jié)構(gòu)圖像中如從受試者的功能圖像中確定的功能活動(dòng)處于一個(gè)或多個(gè)所選擇的功能活動(dòng)水平范圍內(nèi)的部分進(jìn)行顏色編碼。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供更多的臨床上提供信息的多模態(tài)圖像顯示。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供用戶可調(diào)整的融合圖像顯示。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供所顯示的臨床圖像中的用戶可調(diào)整的高亮。


在閱讀并理解以下詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)將對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)。圖1示意地圖解說(shuō)明包括用于在空間上配準(zhǔn)并融合PET和CT圖像的處理部件的 PET/CT成像設(shè)施；圖2示意地圖解說(shuō)明示出所存儲(chǔ)的色圖的表示的用戶交互式色圖修改用戶界面顯不；圖3示意地圖解說(shuō)明示出所存儲(chǔ)的色圖的第一修改表示的用戶交互式色圖修改用戶界面顯示；圖4示意地圖解說(shuō)明示出所存儲(chǔ)的色圖的第二修改表示的用戶交互式色圖修改用戶界面顯示；圖5示意地圖解說(shuō)明示出所存儲(chǔ)的色圖的第三修改表示的用戶交互式色圖修改用戶界面顯示。
具體實(shí)施例方式參考圖1，多模態(tài)成像設(shè)施采用至少兩種不同的成像模態(tài)。在本文中所闡明的圖解說(shuō)明的示例中，多模態(tài)成像設(shè)施采用使用混合PET/CT成像系統(tǒng)10的計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT) 和正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像模態(tài)，該混合PET/CT成像系統(tǒng)10包括CT掃描架12、PET 掃描架14和共同的受試者支架16，該受試者支架16用于將人類受試者、動(dòng)物受試者、諸如木乃伊或考古人工制品、體模等插入用于CT成像的CT掃描架12或用于PET成像的PET掃描架14中。圖解說(shuō)明的混合PET/CT成像系統(tǒng)10是GEMINI PET/CT成像系統(tǒng)(可以從荷蘭艾恩德霍芬的Koninklijke Philips Electronics N. V.獲得)，并且，作為圖解說(shuō)明的示例而在本文中闡明。除了所圖解說(shuō)明的GEMINI PET/CT成像系統(tǒng)10或代替該成像系統(tǒng) 10，能夠提供另一混合PET/CT成像系統(tǒng)或諸如混合磁共振(MR) /PET成像系統(tǒng)、混合單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)/PET成像系統(tǒng)等的另一混合成像系統(tǒng)。此外，能夠替代或另外由諸如獨(dú)立CT掃描器、獨(dú)立PET掃描器、獨(dú)立MR掃描器、針對(duì)SPECT成像而配置的獨(dú)立伽馬相機(jī)等的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立成像系統(tǒng)提供多模態(tài)成像。更進(jìn)一步，在一些實(shí)施例中，單個(gè)成像儀器可以配置為提供多模態(tài)成像。例如，預(yù)期多模態(tài)成像系統(tǒng)包括像可配置為執(zhí)行SPECT 或PET成像的單個(gè)伽馬相機(jī)一樣少的成像儀器。對(duì)于CT成像而言，移動(dòng)共同的受試者支架16的可移動(dòng)的托板或床18，以將要被成像的受試者放置在CT掃描架12的孔中，并且，CT采集及控制處理器20控制X射線管和合作的X射線探測(cè)器陣列(設(shè)置在CT掃描架12中并且在圖1中不可見(jiàn)的部件)來(lái)生成并采集CT投影數(shù)據(jù)，該CT投影數(shù)據(jù)由CT數(shù)據(jù)重建處理器22重建，以生成存儲(chǔ)在CT圖像存儲(chǔ)器M中的一個(gè)或多個(gè)CT圖像。以類似的方式，對(duì)于PET成像而言，移動(dòng)可線性平移的托板或床18，以將受試者放置在PET掃描架14的孔中，并且，PEC采集及控制處理器30操作 PET輻射探測(cè)器(設(shè)置在PET掃描架14中并且在圖1中不可見(jiàn))，以采集PET響應(yīng)線數(shù)據(jù) (任選地包括飛行時(shí)間局部化)，該P(yáng)ET響應(yīng)線數(shù)據(jù)由PET數(shù)據(jù)重建處理器32重建，以生成存儲(chǔ)在PET圖像存儲(chǔ)器34中的一個(gè)或多個(gè)PET圖像。在PET成像的情況下，在PET數(shù)據(jù)采集之前，對(duì)受試者施予適當(dāng)?shù)恼娮影l(fā)射放射性藥物。所發(fā)射的正電子經(jīng)歷正電子/電子淹沒(méi)，每個(gè)這樣的湮沒(méi)事件生成沿相反的方向行進(jìn)的511keV伽馬射線，因而定義響應(yīng)線。采集及控制處理器20、30適當(dāng)?shù)赜蓴?shù)字處理器或控制器或者數(shù)字處理器或控制器的組合體現(xiàn)，與配置為操作X射線管(針對(duì)CT)和輻射探測(cè)器陣列、操作使X射線管在CT 掃描架12內(nèi)圍繞受試者轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等的適當(dāng)?shù)碾娮釉O(shè)備、電源等結(jié)合而操作。重建處理器22、32適當(dāng)?shù)赜蓴?shù)字處理器或控制器或者數(shù)字處理器或控制器的組合體現(xiàn)，任選地與體現(xiàn)為例如特定應(yīng)用集成電路(ASIC)硬件的專用的重建管線硬件結(jié)合。提供用戶界面，例如所圖解說(shuō)明的計(jì)算機(jī)40，以使放射科醫(yī)師或其他用戶能夠配置、啟動(dòng)并監(jiān)視CT和PET成像會(huì)話，并且，使放射科醫(yī)師或其他用戶能夠查看所得到的CT和/或PET圖像。所圖解說(shuō)明的計(jì)算機(jī)40包括顯示器42，該顯示器42可以體現(xiàn)為陰極射線管(CRT)顯示器、液晶設(shè)備 (IXD)顯示器、等離子顯示器、有機(jī)發(fā)光設(shè)備(OLED)顯示器等。計(jì)算機(jī)40還包括作為圖解說(shuō)明的輸入設(shè)備的鍵盤44和鼠標(biāo)46 ；然而，還可以包括另外的或其他輸入設(shè)備(未示出)， 例如觸控板、軌跡球、與顯示器42相符以定義觸摸感應(yīng)屏的觸摸感應(yīng)矩陣等。在一些實(shí)施例中，一些用戶界面功能可以與CT掃描架12和/或PET掃描架14集成，作為內(nèi)置IXD顯示器、內(nèi)置鍵盤等。繼續(xù)參考圖1，優(yōu)選對(duì)所存儲(chǔ)的從單個(gè)受試者采集的CT和PET圖像進(jìn)行空間配準(zhǔn)。 在一些實(shí)施例中，使用諸如所圖解說(shuō)明的GEMINI PET/CT成像系統(tǒng)10的統(tǒng)一混合PET/CT 掃描器來(lái)進(jìn)行CT和PET圖像的采集由于針對(duì)混合系統(tǒng)的CT和PET成像部件而定義的公用坐標(biāo)系而被認(rèn)為足以確?？臻g配準(zhǔn)。在其他實(shí)施例中，由空間配準(zhǔn)模塊48對(duì)圖像進(jìn)行相對(duì)空間配準(zhǔn)，并且，通過(guò)配準(zhǔn)過(guò)程而修改的一個(gè)或兩個(gè)圖像存儲(chǔ)回相應(yīng)的圖像存儲(chǔ)器M、34 中。空間配準(zhǔn)模塊48能夠通過(guò)剛性轉(zhuǎn)移和旋轉(zhuǎn)以及/或者通過(guò)非剛性或彈性變形而修改 PET圖像，以便改進(jìn)PET圖像針對(duì)CT圖像的空間對(duì)準(zhǔn)，并且，將所修改的(即，空間配準(zhǔn))PET 圖像存儲(chǔ)回PET圖像存儲(chǔ)器34中?？商娲兀臻g配準(zhǔn)模塊48能夠通過(guò)剛性轉(zhuǎn)移和旋轉(zhuǎn)以及/或通過(guò)非剛性或彈性變形而修改CT圖像，以便改進(jìn)CT圖像針對(duì)PET圖像的空間對(duì)準(zhǔn)， 并且，所修改的(即，空間配準(zhǔn))CT圖像存儲(chǔ)回CT圖像存儲(chǔ)器M中。還預(yù)期將CT圖像和 PET圖像這兩者轉(zhuǎn)移、旋轉(zhuǎn)或變形以完成相對(duì)空間配準(zhǔn)。空間配準(zhǔn)能夠采用固有解剖界標(biāo)， 例如在CT和PET圖像中可見(jiàn)的受試者的外部輪廓或解剖特征的輪廓。另外或可替代地，空間配準(zhǔn)能夠基于在CT和PET成像之前放在受試者上的成像的基準(zhǔn)標(biāo)記，以便提供空間配準(zhǔn)界標(biāo)。能夠在混合PET/CT系統(tǒng)的背景下使用空間配準(zhǔn)，以針對(duì)受試者在CT和PET圖像采集之間的移動(dòng)而進(jìn)行校正。在由獨(dú)立的成像系統(tǒng)執(zhí)行多模態(tài)成像時(shí)，空間配準(zhǔn)將獨(dú)立的成像模態(tài)的不同的且通常無(wú)關(guān)的坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn)。在任選的空間配準(zhǔn)之后，將CT和PET圖像結(jié)合，以由圖像融合模塊50生成融合的圖像。所融合的圖像適當(dāng)?shù)卦谟?jì)算機(jī)40的顯示器42上或在另一適當(dāng)?shù)娘@示器上顯示。圖 1圖解說(shuō)明的系統(tǒng)采用覆蓋融合方法，其中，CT圖像用作襯底圖像，而PET圖像用作根據(jù)當(dāng)前的色圖52而被顏色編碼的覆蓋圖像，所述當(dāng)前的色圖52由交互式色圖修改模塊56從所存儲(chǔ)的色圖M中推導(dǎo)。覆蓋融合過(guò)程在每個(gè)體素或每個(gè)像素的基礎(chǔ)上操作。將襯底圖像定義為第一圖像(典型地CT圖像)，將覆蓋圖像定義為第二圖像(典型地PET圖像)，將第一圖像的像素或體素的值表示為V1，將相應(yīng)的第二圖像的像素或體素的顏色編碼值表示為 V2，并且，使用透明度系數(shù)或表示為α的α值來(lái)執(zhí)行覆蓋融合，融合圖像中的相應(yīng)的像素或體素的值是aVi+a-cOVy如在本文中所公開(kāi)地，對(duì)于某些像素或體素而言，覆蓋的貢獻(xiàn)是“關(guān)閉”，例如通過(guò)針對(duì)那些像素或體素而設(shè)置a = 1。空間配準(zhǔn)模塊48、圖像融合模塊50以及色圖修改模塊56適當(dāng)?shù)赜芍T如計(jì)算機(jī)40 的包括適當(dāng)?shù)鼐幊痰臄?shù)字處理器或控制器的數(shù)字處理設(shè)備體現(xiàn)。用戶交互式色圖修改模塊56配置為經(jīng)由鼠標(biāo)46、鍵盤44或另一用戶輸入設(shè)備而接收用戶輸入，并且，配置為經(jīng)由顯示器42而將諸如色圖表示的信息發(fā)送至用戶。此外，諸如磁盤、光盤、閃存等的存儲(chǔ)介質(zhì) (未圖解說(shuō)明)適當(dāng)?shù)乩每捎蛇@樣的處理器執(zhí)行的指令來(lái)進(jìn)行編碼，以體現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)模塊48、50、56。在某些實(shí)施例中，這樣的存儲(chǔ)介質(zhì)也可以存儲(chǔ)在所存儲(chǔ)的色圖M中。繼續(xù)參考圖1并進(jìn)一步參考圖2，所存儲(chǔ)的色圖M將顏色分配至強(qiáng)度譜的強(qiáng)度。 圖2描述由交互式色圖修改模塊56生成并在顯示器42上示出的適當(dāng)?shù)挠脩艚缑骘@示，該用戶界面顯示由圖2中所示出的色圖表示60表示存儲(chǔ)的色圖。色圖表示60示出了用作描繪強(qiáng)度譜的橫坐標(biāo)的水平線，在所圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，強(qiáng)度譜范圍從零強(qiáng)度至最大強(qiáng)度 251，從而強(qiáng)度譜包括252個(gè)離散的強(qiáng)度值。251的最大強(qiáng)度是任意的，并且，在其他實(shí)施例中，能夠使用其他最大強(qiáng)度值。例如，在一些實(shí)施例中，像素或體素強(qiáng)度由八位二進(jìn)制值表示，對(duì)于該八位二進(jìn)制值，最大強(qiáng)度是28-1 = 2 5 5，并且，強(qiáng)度譜包括256個(gè)離散的強(qiáng)度值。色圖表示60還包括識(shí)別分配至不同的像素或體素強(qiáng)度的顏色的顏色分區(qū)62。在所圖解說(shuō)明的示例中，存在著觀個(gè)均大小相等的顏色分區(qū)62。由于在所圖解說(shuō)明的強(qiáng)度譜中存在著252個(gè)可能的強(qiáng)度，因此每個(gè)顏色分區(qū)62包含252 + = 9的強(qiáng)度值的范圍。然而，在其他預(yù)期的實(shí)施例中，顏色分區(qū)可以是不同的大小和/或可以使用不同數(shù)量的顏色分區(qū)等。在某些實(shí)施例中，預(yù)期具有等于強(qiáng)度譜中的強(qiáng)度等級(jí)的數(shù)量的顏色分區(qū)的數(shù)量，從而將強(qiáng)度譜的每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)映射至唯一的顏色。示意的圖2未以顏色進(jìn)行描述——因此，不同的劃影線的圖案用于示意地指示不同的顏色。圖2圖解說(shuō)明的色圖的色譜從針對(duì)最低的九個(gè)強(qiáng)度值(0-8)的藍(lán)色遍及綠色、黃色、橙色以及具有最高的九個(gè)強(qiáng)度值043-251)的紅色的各種陰影。在圖2中未標(biāo)記中間色(例如，藍(lán)綠色陰影、黃綠色陰影、橙黃色陰影、橙紅色陰影)。將意識(shí)到，在顏色顯示中， 任選地省略在圖2中示出的顏色標(biāo)簽。同樣，還任選地省略描繪強(qiáng)度值0-251的橫坐標(biāo)，因而強(qiáng)度值由相應(yīng)的顏色分配分區(qū)62的位置暗示地表示。還預(yù)期其他顯示變化，例如垂直地示出色圖表示，并且最低強(qiáng)度的顏色映射在底部，而最高強(qiáng)度的顏色映射在頂部等。由交互式色圖修改模塊50生成并在圖2中示出的顯示還包括用戶界面指令。 在圖2中所示出的圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，這些指令包括“按壓<F1>來(lái)選擇顏色編碼的修改……”。這指示用戶按壓<F1>鍵來(lái)選擇修改色圖。在這樣做之后，立即以一列修改選項(xiàng) (未示出)向用戶適當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)。修改選項(xiàng)可以包括例如選擇另一存儲(chǔ)的色圖；例如通過(guò)使用圖形顏色挑選應(yīng)用而修改分配至各種強(qiáng)度等級(jí)或強(qiáng)度范圍的顏色；以及選擇強(qiáng)度譜的一部分為透明的。參考圖3-5，描述后一種類型的色圖修改，即選擇強(qiáng)度譜的一部分為透明的一些圖解說(shuō)明的示例。圖3、4以及5描述經(jīng)修改的色圖表示70、80、90，經(jīng)修改的色圖表示70、80、 90是其色圖表示60在圖2中示出的所存儲(chǔ)的色圖M的不同的用戶選擇的修改。由相應(yīng)的經(jīng)修改的色圖表示70、80、90指示的色圖各自適合于用作圖1的圖像融合模塊50所采用的當(dāng)前的色圖52。特別參考圖3，通過(guò)強(qiáng)度譜的最低強(qiáng)度范圍72選擇設(shè)置為透明的而修改經(jīng)修改的色圖表示70。用戶交互式顯示提供指令“移動(dòng)垂直線以選擇透明度上界”。通過(guò)用戶在圖2 中所示出的顯示處按壓<F1>，然后選擇選項(xiàng)(未示出)以使得強(qiáng)度譜較低的區(qū)域?yàn)橥该鞯模?從而適當(dāng)?shù)厣蓤D3的顯示。所顯示的指令中的“垂直線”標(biāo)識(shí)是用戶能夠使用鼠標(biāo)46、鍵盤44的左或右箭頭鍵或者通過(guò)使用另一可獲得的用戶輸入設(shè)備而左右移動(dòng)的虛線的垂直線光標(biāo)74。圖像融合模塊50以這樣的方式詮釋被選擇為透明的最低強(qiáng)度范圍72，從而融合過(guò)程將第一(例如，CT)圖像和未設(shè)置為透明的顏色編碼的第二(例如，PET)圖像的像素或體素結(jié)合，以生成融合的圖像。一個(gè)適當(dāng)?shù)倪^(guò)程如下(1)生成作為第一(CT)圖像的灰度表示的襯底圖像；(2)使用圖3的色圖，生成作為第二(PET)圖像的顏色編碼表示的覆蓋圖像，其中對(duì)強(qiáng)度值位于被選擇為透明的強(qiáng)度范圍72中的像素或體素分配指定的關(guān)鍵顏色； (3)如果V2不等于關(guān)鍵顏色，那么，分配像素或體素值α V1+(I-Ci)V2，或相反，如果V2等于關(guān)鍵顏色，那么，分配像素或體素值義(或者，等效地，設(shè)置α = 1)；以及針對(duì)圖像的每個(gè)像素或體素而重復(fù)操作(3)。再者，V1表示第一(CT)圖像的像素值或體素值，V2表示第二 (PET)圖像的像素或體素的相應(yīng)的顏色編碼的值；并且，α是透明度系數(shù)或α值。如果白色未被包括在所存儲(chǔ)的色圖M中，關(guān)鍵顏色能夠是例如白色，或者，能夠是未被包括在所存儲(chǔ)的色圖M中的任何其他顏色，或者，能夠是不表示任何實(shí)際顏色的某個(gè)值(即，“虛擬”關(guān)鍵顏色)。作為另一方法，步驟O)能夠僅針對(duì)未設(shè)置為透明的那些像素或體素值而生成像素或體素值，并且，稍微修改步驟C3)，從而如果存在V2,那么，分配像素或體素值aV1+(l-a)V2，或相反，如果不存在^，那么，分配像素或體素值義。在該方法中，不涉及關(guān)鍵顏色。圖3的經(jīng)修改的色圖能夠有利地用于各種臨床PET/CT應(yīng)用中。例如，考慮強(qiáng)度譜映射至0至5的標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUV)范圍的應(yīng)用。即，使用直線地將0映射至SUV = 0直至將251映射至SUV = 5的圖2-5的強(qiáng)度譜。然后，如果透明度閾值74設(shè)置為125 (SUV = 2. 5)，那么，SUV小于2. 5的像素或體素是透明的，并且，作為灰度CT值而出現(xiàn)，以便提供解剖背景。另一方面，以與使用所存儲(chǔ)的色圖M時(shí)相同的方式根據(jù)SUV值而對(duì)SUV大于2. 5 的像素或體素進(jìn)行顏色編碼。不但在顏色上呈現(xiàn)很可能將是活躍惡性且可由醫(yī)療專家輕易地識(shí)別的高SUV的區(qū)域，并且，還示出CT圖像的剩余部分而不被PET圖像內(nèi)容隱藏，以便提供背景。對(duì)于給定的應(yīng)用，例如對(duì)于18F-FDG PET成像，2. 5的SUV可以是將某些良性病變和惡性病變分開(kāi)的合適的閾值。然而，由于色圖修改模塊56是用戶交互式的，因而用戶能夠基于個(gè)人喜好、PET圖像的特性或其他系數(shù)而主動(dòng)地調(diào)整透明度閾值74。在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ?，顯示器42分成示出融合的PET/CT圖像的大的圖像窗口和示出圖3的內(nèi)容的較小的控制窗口。以該方式，用戶能夠調(diào)整閾值74并查看同時(shí)地顯示的圖像窗口中的結(jié)果。特別參考圖4，通過(guò)如先前參考圖2所描述地使用垂直線光標(biāo)74來(lái)將強(qiáng)度譜的最低強(qiáng)度范圍72選擇設(shè)置為透明的而對(duì)經(jīng)修改的色圖表示80進(jìn)行修改，并且，通過(guò)使用第二垂直線光標(biāo)84來(lái)將強(qiáng)度譜的最高強(qiáng)度范圍82選擇設(shè)置為透明的而進(jìn)一步對(duì)經(jīng)修改的色圖表示80進(jìn)行修改。結(jié)果是處于透明范圍72、82之間的顏色編碼的強(qiáng)度范圍。圖4的用戶交互式顯示提供指令“移動(dòng)垂直線來(lái)選擇顏色編碼范圍……”。通過(guò)用戶在圖2中所示出的顯示按壓<F1>，然后，選擇選項(xiàng)(未示出)以選擇顏色編碼的強(qiáng)度范圍，從而適當(dāng)?shù)厣蓤D4的顯示。針對(duì)圖4的經(jīng)修改的色圖的融合處理適當(dāng)?shù)嘏c已針對(duì)圖3的色圖而描述的融合處理相同，即，將設(shè)為透明的像素或體素顏色編碼成關(guān)鍵顏色，并且，使用每個(gè)像素或每個(gè)體素的融合算法如果V2不等于關(guān)鍵顏色，那么，分配像素或體素值α V1+ (1-α ) V2,或相反，如果V2等于關(guān)鍵顏色，那么，分配像素或體素值V1 (或者，等效地，設(shè)置α = 1)。為了查看圖4的經(jīng)修改的色圖如何能夠在臨床上對(duì)于評(píng)估PET/CT圖像是有用的， 再次考慮色圖與從0至5的SUV相對(duì)應(yīng)的示例。然后，圖4的色圖具有設(shè)置為125 (SUV = 2. 5)的透明度閾值74和設(shè)置為151 (SUV = 3. 0)的上閾值84，SUV值在2. 5和3. 0之間的像素或體素將被顯示并與襯底(CT)圖像混合。在2. 5至3的SUV范圍之外，覆蓋(PET)圖像的像素100%透明，從而CT圖像處于未修改的形式。再者，能夠由醫(yī)療專家或其他用戶使用交互式色圖修改模塊56來(lái)修改強(qiáng)度(或者，在該應(yīng)用中，SUV)閾值74、84以適應(yīng)個(gè)人喜好或PET圖像的特性。通過(guò)具有上透明范圍82，臨床上感興趣的高SUV(例如，在圖解說(shuō)明的示例中，SUV > 3. 0)的區(qū)域不因顏色編碼而被隱藏。由圖4的色圖定義的顏色編碼帶的影響是SUV > 2. 5的區(qū)域被顏色編碼的輪廓圍繞。特別參考圖5，能夠使用在圖5中示出其表示90的經(jīng)修改的色圖而擴(kuò)大這一影響，以創(chuàng)建SUV等輪廓。圖5的色圖也包括如上界垂直線光標(biāo)74所定義地、設(shè)置為透明的強(qiáng)度譜的最低強(qiáng)度范圍72。另外的強(qiáng)度范圍92間隔開(kāi)，以定義強(qiáng)度譜中間隔開(kāi)的多個(gè)顏色編碼帶。每個(gè)顏色編碼帶包括強(qiáng)度譜的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的強(qiáng)度。在圖5中，每個(gè)顏色編碼帶與包含九個(gè)連續(xù)強(qiáng)度的一個(gè)顏色分區(qū)相對(duì)應(yīng)——然而，預(yù)期顏色編碼帶像單個(gè)強(qiáng)度等級(jí)一樣小。在圖5的圖解說(shuō)明的用戶界面顯示中，參考標(biāo)記第一顏色編碼帶的垂直線光標(biāo)74并通過(guò)在圖5中用數(shù)字輸入的“等壓線間距”參數(shù)94而定義另外的間隔開(kāi)的強(qiáng)度范圍92。在圖 5的特定的圖解說(shuō)明中，等壓線間距參數(shù)94具有與四個(gè)顏色分區(qū)(每個(gè)顏色分區(qū)觀+ 9個(gè)強(qiáng)度)相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前值觀。在該方法中，顏色編碼帶以相等的間隔間隔開(kāi)；然而，還預(yù)期以不相等的間隔間隔開(kāi)的顏色編碼帶。如果顏色編碼帶狹窄，那么，每個(gè)帶內(nèi)的顏色相對(duì)相同。在圖解說(shuō)明的圖5中，每個(gè)顏色編碼帶與單個(gè)顏色分區(qū)相對(duì)應(yīng)，所以，在每個(gè)顏色編碼帶內(nèi)，顏色是單數(shù)，盡管還預(yù)期在單個(gè)顏色編碼帶中包括兩個(gè)或更多個(gè)顏色。通過(guò)調(diào)整用戶輸入74、94，從而能夠調(diào)整顏色編碼帶的大小和數(shù)量。因此，能夠以不同的顏色顯示不同的SUV等間隔。顏色編碼帶映射至融合圖像中的強(qiáng)度(或者，針對(duì)該應(yīng)用，SUV)等輪廓，而在融合圖像中示出所有其他像素或體素，作為不具有來(lái)自PET圖像的任何內(nèi)容的CT圖像像素或體素。顏色輪廓能夠例如指示腫瘤邊緣處的SUV過(guò)渡的突發(fā)性或漸進(jìn)性，并且，還可以指示快速血管生成或可替代地組織壞色的區(qū)域。盡管在本文中描述臨床CT/PET作為圖解說(shuō)明的示例，但是在本文中公開(kāi)的圖像顯示技術(shù)基本上可應(yīng)用于諸如SPECT/CT、MR/PET、MR/SPECT等任何類型的多模態(tài)成像。另外，將意識(shí)到，用于圖像融合的在本文中公開(kāi)的顏色編碼技術(shù)在單模態(tài)圖像的顯示的背景下也是有用的。例如，圖2的經(jīng)修改的色圖能夠用于獨(dú)自地顯示PET圖像(不與CT或其他模態(tài)的圖像融合)。在一個(gè)方法中，PET圖像用作以灰度顯示的襯底圖像和顏色編碼的覆蓋圖像這兩者。這能夠用于例如經(jīng)由顏色編碼而高亮高SUV的區(qū)域。如果圖4 或圖5的色圖用于單獨(dú)地顯示PET圖像，那么，作用是由顏色包圍圈高亮這樣的高SUV的區(qū)域。已參考優(yōu)選的實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。在閱讀并理解前面的詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上，其他人可以進(jìn)行修改和變更。其意在將本發(fā)明解釋為包括所有這樣的修改和變更，只要它們落入所附權(quán)利要求書(shū)或其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示方法，包括針對(duì)其一部分(72、82、9幻被設(shè)置為透明的強(qiáng)度譜對(duì)第二圖像進(jìn)行顏色編碼，以生成顏色編碼的第二圖像；將第一圖像和所述顏色編碼的第二圖像結(jié)合，以生成融合的圖像；以及顯示所融合的圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示方法，其中，所述結(jié)合包括將作為襯底圖像的所述第一圖像和作為覆蓋圖像的所述顏色編碼的第二圖像結(jié)合。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像顯示方法，其中，所述結(jié)合由定義所述覆蓋圖像的透明度的α值控制，所述顏色編碼將關(guān)鍵顏色分配至所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、 82、92)，并且，所述結(jié)合包括根據(jù)控制的α值而將所述顏色編碼的第二圖像的像素或體素添加至所述第一圖像的相應(yīng)的像素或體素，而不添加分配有所述關(guān)鍵顏色的所述顏色編碼的第二圖像的像素或體
4.如權(quán)利要求3所述的圖像顯示方法，還包括調(diào)整所述α值，而不調(diào)整所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、82、92)。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示方法，其中，所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、82、9幻包括具有非零最低強(qiáng)度的非零強(qiáng)度的范圍(82、92)。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示方法，其中，所述非零強(qiáng)度(92)的范圍還具有小于所述強(qiáng)度譜的最大強(qiáng)度的最高強(qiáng)度。
7.如權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示方法，其中，所述第二圖像是功能圖像， 并且，所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、82、9幻包括所述強(qiáng)度譜的最低部分(72)， 所述最低部分具有的最高強(qiáng)度(74)被選擇設(shè)置為所述功能第二圖像中表示標(biāo)準(zhǔn)攝取值的 (SUV的)較低范圍的透明的像素或體素。
8.如權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示方法，其中，所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、82、92)包括兩個(gè)或更多個(gè)間隔開(kāi)的強(qiáng)度范圍(72、82、92)。
9.如權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示方法，其中，所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、82、92)包括第一強(qiáng)度范圍(72)和在所述強(qiáng)度譜中間隔開(kāi)的第二強(qiáng)度范圍 (82)。
10.如權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示方法，其中，所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、82、9幻包括定義在所述強(qiáng)度譜中間隔開(kāi)的多個(gè)顏色編碼帶的多個(gè)間隔開(kāi)的強(qiáng)度范圍(92)，每個(gè)顏色編碼帶包括所述強(qiáng)度譜的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的強(qiáng)度。
11.如權(quán)利要求10所述的圖像顯示方法，其中，所述顏色編碼帶以等距間隔在所述強(qiáng)度譜中間隔開(kāi)。
12.如權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示方法，其中，所述第一圖像是計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)圖像。
13.如權(quán)利要求1-12中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示方法，其中，所述第二圖像是正電子發(fā)射斷層攝影(PET)圖像。
14.一種圖像顯示系統(tǒng)，包括圖像生成模塊(50)，其配置為通過(guò)根據(jù)將顏色分配至強(qiáng)度譜的強(qiáng)度的色圖(5 而對(duì)輸入圖像進(jìn)行顏色編碼來(lái)生成圖像；色圖修改模塊(56)，其配置為將所述強(qiáng)度譜的一部分(72、82、9幻選擇為透明的；以及顯示器(42)，其配置為顯示所生成的圖像。
15.如權(quán)利要求14所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中，所述圖像生成模塊(50)還配置為將所述顏色編碼的圖像與第二輸入圖像融合。
16.如權(quán)利要求15所述的圖像顯示系統(tǒng)，還包括空間配準(zhǔn)模塊(48)，其配置為對(duì)所述輸入圖像和所述第二輸入圖像進(jìn)行相對(duì)空間配準(zhǔn)。
17.如權(quán)利要求15-16中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中，所述圖像生成模塊(50) 配置為使用覆蓋融合來(lái)將所述顏色編碼圖像與所述第二輸入圖像融合，其中所述第二輸入圖像定義以灰度顯示的襯底圖像而所述顏色編碼圖像定義覆蓋圖像。
18.如權(quán)利要求17所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中，所述顯示器02)配置為使用具有分配有值α V^(I-Q)V2的像素或體素值的覆蓋圖像融合來(lái)顯示所生成的圖像，其中，V1是所述襯底圖像的所述像素或體素值，V2是所述顏色編碼的圖像的所述像素或體素值，并且，α是所述覆蓋圖像融合的用戶可調(diào)整的全局透明度系數(shù)。
19.如權(quán)利要求14-18中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中，所述色圖修改模塊(56) 配置為接收將所述強(qiáng)度譜的所述部分(72、82、92)選擇為透明的用戶輸入。
20.如權(quán)利要求14-19中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中，所述色圖修改模塊(56) 配置為將所述強(qiáng)度譜的多個(gè)不連續(xù)的部分(72、82、9幻選擇為透明的。
21.如權(quán)利要求14-20中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中，所述色圖修改模塊(56) 配置為將所述強(qiáng)度譜的下部分和上部分(72、8幻選擇為透明的。
22.如權(quán)利要求14-21中的任一項(xiàng)所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中，所述色圖修改模塊(56) 配置為將所述強(qiáng)度譜的所述部分(72、82、9幻選擇為透明的，以便定義所述強(qiáng)度譜中的間隔開(kāi)的顏色編碼帶，每個(gè)顏色編碼帶包括所述強(qiáng)度譜的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的強(qiáng)度。
23.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)所存儲(chǔ)的色圖(M)，其將顏色分配至強(qiáng)度譜的強(qiáng)度；以及指令，其可由數(shù)字處理設(shè)備GO)執(zhí)行，以(i)根據(jù)當(dāng)前的色圖(5 而對(duì)圖像進(jìn)行顏色編碼，以及(ii)通過(guò)修改所存儲(chǔ)的色圖而生成所述當(dāng)前的色圖。
24.如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述指令還可由數(shù)字處理設(shè)備執(zhí)行，以 (iii)將根據(jù)所述當(dāng)前的色圖(5 而被顏色編碼的所述圖像與另一圖像融合。
25.如權(quán)利要求M所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所存儲(chǔ)的指令可執(zhí)行，以(iii)通過(guò)將根據(jù)所述當(dāng)前的色圖(5 而被顏色編碼的所述圖像覆蓋在所述另一圖像上而執(zhí)行融合操作。
26.如權(quán)利要求25所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所存儲(chǔ)的指令可執(zhí)行，以(ii)通過(guò)將由所接收的用戶輸入定義的所存儲(chǔ)的色圖(54)的所述強(qiáng)度譜的部分(72、82、9幻在所述覆蓋中設(shè)置為透明的而生成所述當(dāng)前的色圖(52)。
27.如權(quán)利要求25所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所存儲(chǔ)的指令可執(zhí)行，以(ii)通過(guò)將所存儲(chǔ)的色圖(54)的所述強(qiáng)度譜的一部分(72、82、9幻在所述覆蓋中設(shè)置為透明的而生成所述當(dāng)前的色圖(52)。
28.如權(quán)利要求沈-27中的任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、82、9幻包括至少一個(gè)不包括所述強(qiáng)度譜的最低強(qiáng)度的強(qiáng)度的范圍(82、92)。
29.如權(quán)利要求沈-28中的任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述強(qiáng)度譜中設(shè)置為透明的所述部分(72、82、92)包括所述強(qiáng)度譜的強(qiáng)度的至少兩個(gè)間隔開(kāi)的范圍(72、82、92)。
30.如權(quán)利要求23-29中的任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所存儲(chǔ)的指令可執(zhí)行，以 (ii) (a)接收用戶輸入，以及(ii) (b)通過(guò)根據(jù)所接收的用戶輸入而修改所存儲(chǔ)的色圖 (54)以生成所述當(dāng)前的色圖(52)。
31.一種圖像顯示方法，包括以灰度顯示受試者的結(jié)構(gòu)圖像；以及對(duì)所顯示的結(jié)構(gòu)圖像中如從所述受試者的功能圖像中確定的功能活動(dòng)處于一個(gè)或多個(gè)所選擇的功能活動(dòng)水平范圍內(nèi)的部分進(jìn)行顏色編碼。
32.如權(quán)利要求31所述的圖像顯示方法，其中，所述顏色編碼包括對(duì)所顯示的結(jié)構(gòu)圖像中如從所述受試者的所述功能圖像中確定的功能活動(dòng)大于所選擇的功能活動(dòng)水平閾值的部分進(jìn)行顏色編碼。
33.如權(quán)利要求31所述的圖像顯示方法，其中，所述顏色編碼包括對(duì)所顯示的結(jié)構(gòu)圖像中如從所述受試者的所述功能圖像中確定的功能活動(dòng)大于所選擇的較低功能活動(dòng)水平閾值并小于所選擇的較高功能活動(dòng)水平閾值的部分進(jìn)行顏色編碼。
全文摘要
一種圖像顯示方法，包括針對(duì)其一個(gè)或多個(gè)部分(72、82、92)為透明的強(qiáng)度譜對(duì)第二圖像進(jìn)行顏色編碼，以生成顏色編碼的第二圖像；將第一圖像和顏色編碼的第二圖像結(jié)合，以生成融合的圖像；以及顯示所融合的圖像。一種圖像顯示系統(tǒng)，包括圖像生成模塊(50)，其配置為根據(jù)將顏色分配至強(qiáng)度譜的強(qiáng)度的色圖(52)通過(guò)對(duì)輸入圖像進(jìn)行顏色編碼來(lái)生成圖像；色圖修改模塊(56)，其配置為將強(qiáng)度譜的一部分(72、82、92)選擇為透明的；以及顯示器(42)，其配置為顯示所生成的圖像。
文檔編號(hào)G06T11/00GK102292747SQ200980155101
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者C·A·諾爾特曼, Y-M·朱 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司