定量成像的制作方法
【技術領域】
[0001] W下總體上設及定量成像，并且更具體地設及組織不規(guī)則圖，并且利用對計算機 斷層攝影（CT)的具體應用來描述；然而，W下也適用于其他成像模態(tài)。
【背景技術】
[0002] 對診斷圖像的視覺分析基于對諸如大小和形狀的形態(tài)學信息的評價。圖像感知 (例如，識別所感知的圖案與可能的診斷之間的關系）取決于放射科醫(yī)生的知識、分析技 巧、記憶力、直覺、W及勤勉。然而，人類視覺感受系統(tǒng)在辨別諸如源自于圖像亮度或?qū)Ρ榷?上的局部空間變化的粗趟和不規(guī)則的紋理信息中是有困難的。紋理或結(jié)構(gòu)分析已經(jīng)成為計 算機輔助診斷（CAD)的部分。
[0003] CAD算法包括了使用對從不同可變紋理分析途徑計算的紋理的數(shù)學描述符的初始 量化，接著使用基于計算機視覺與人工智能、機器學習或人工神經(jīng)網(wǎng)絡的決策算法。文獻 中已知的紋理量化途徑能夠被劃分成若干大類；A)基于模型的途徑（例如，分形和隨機模 型），其通過識別反映關于要被分析的組織圖像的類型的先驗信息的適當模型來分析紋理； B)頻域功率譜分析、結(jié)構(gòu)形狀擬合方法，或小波分析；W及C)基于直方圖和基于統(tǒng)計的分 析。
[0004] 臨床研究已經(jīng)表明，CT紋理分析可W帶來在患有非小細胞肺癌、結(jié)腸直腸癌、腎細 胞癌、W及肝轉(zhuǎn)移的患者中的實際預測和預后信息。生理基本原理在于，組織異質(zhì)性和不規(guī) 則（例如，在腫瘤血液供應中常常存在的那些）是惡性腫瘤的公認特征。尤其地，示出基于 直方圖的滴和均勻度計算能夠在設法減小圖像噪聲紋理的影響的同時被用于評估紋理粗 趟和不規(guī)則在病灶之內(nèi)或周圍的分布。紋理分析也已經(jīng)被證明用于非癌癥疾?。ɡ纾?氣腫）。
[0005] 然而，當前的途徑不太適合對圖像數(shù)據(jù)中的組織紋理和結(jié)構(gòu)的魯椿的定量分析。 例如，該樣的途徑提供了相對任意的結(jié)果，所述結(jié)果在比較不同的臨床案例時或者在設法 設定通用處置指南時能夠難W依靠，該樣的途徑取決于訓練集的復雜模型或數(shù)據(jù)庫，要求 應當針對具體的臨床案例進行選擇和優(yōu)化的許多參數(shù)，要求用戶的準確ROI描畫或精細的 分割算法等。正因如此，存在對于其他途徑的未解決的需要。
[0006] 本文中描述的各方面解決了上述問題和其他問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] W下總體上設及至少基于直方圖箱寬度、圖像噪聲或造影劑濃度中的一個的縮放 不規(guī)則圖。
[000引在一個方面中，一種方法，包括從對象或目標的體積圖像數(shù)據(jù)獲得無縮放不規(guī)則 圖，所述無縮放不規(guī)則圖是基于關于感興趣體素的體素分布的局部加權直方圖生成的。所 述局部加權直方圖包括具有預定箱寬度的多個箱。所述局部權重是基于預定簇長度來確定 的。所述方法還包括對所述無縮放不規(guī)則圖進行縮放，生成經(jīng)縮放不規(guī)則圖。所述無縮放 不規(guī)則圖是至少基于所述直方圖箱寬度被縮放的。
[0009] 在另一方面中，一種圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括經(jīng)縮放不規(guī)則圖生成器，所述經(jīng)縮放 不規(guī)則圖生成器從對象或目標的體積圖像數(shù)據(jù)獲得無縮放不規(guī)則圖，所述無縮放不規(guī)則圖 是基于關于感興趣體素的體素分布的局部加權直方圖生成的。所述局部加權直方圖包括具 有預定箱寬度的多個箱，并且其中，所述局部權重是基于預定簇長度來確定的。所述經(jīng)縮放 不規(guī)則圖生成器包括直方圖箱寬度縮放器，所述直方圖箱寬度縮放器對所述無縮放不規(guī)則 圖進行縮放，生成經(jīng)縮放不規(guī)則圖，其中，所述無縮放不規(guī)則圖是至少基于所述直方圖箱寬 度、圖像噪聲或造影劑濃度中的一個被縮放的。
[0010] 在另一方面中，一種被編碼有一個或多個計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀存儲介 質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令在被計算系統(tǒng)的處理器運行時，令所述處理器：對無縮放不規(guī)則 圖進行縮放，生成經(jīng)縮放不規(guī)則圖，其中，所述無縮放不規(guī)則圖是至少基于直方圖箱寬度、 圖像噪聲或造影劑濃度中的一個被縮放的，并且所述經(jīng)縮放不規(guī)則圖經(jīng)由局部加權直方圖 的均勻性的滴或倒數(shù)或者局部加權高階直方圖的高階統(tǒng)計結(jié)果中的一個或多個來表示。
【附圖說明】
[0011] 本發(fā)明可W采取各種部件和部件的布置，W及各個步驟和步驟的安排的形式。附 圖僅是出于圖示優(yōu)選的實施例的目的，并且不應被解讀為對本發(fā)明的限制。
[0012] 圖1示意性地圖示了與成像系統(tǒng)相連接的范例圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0013] 圖2示意性地圖示了圖1的圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的范例。
[0014] 圖3圖示了范例2D掩模和范例2D加權直方圖。
[0015] 圖4圖示了范例3D掩模和范例3D加權直方圖。
[0016] 圖5圖示了滴對箱寬度的依賴性。
[0017] 圖6圖示了用于生成針對圖像數(shù)據(jù)的經(jīng)縮放不規(guī)則圖的方法。
[001引圖7圖示了用于縮放圖6中的不規(guī)則圖的方法。
【具體實施方式】
[0019] 圖1示意性地圖示了諸如CT掃描器的范例成像系統(tǒng)100。在其他實施例中，成像 系統(tǒng)100可W包括MRI、PET、SPECT、超聲和/或其他成像系統(tǒng)中的一個或多個。所圖示的 成像系統(tǒng)100包括固定機架102和旋轉(zhuǎn)機架104,所述旋轉(zhuǎn)機架104由固定機架102可旋轉(zhuǎn) 地支撐并關于Z軸108圍繞檢查區(qū)域106旋轉(zhuǎn)。
[0020] 諸如X射線管的福射源110由旋轉(zhuǎn)機架104可旋轉(zhuǎn)地支撐，與旋轉(zhuǎn)機架104-起 旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)出橫貫檢查區(qū)域106的多色福射。福射敏感探測器陣列112跨檢查區(qū)域106 W角度弧與福射源110相對，探測橫貫檢查區(qū)域106的福射，并生成指示該福射的信號。
[0021] 對象支撐體114在掃描之前、期間和/或之后在檢查區(qū)域106中支撐目標或?qū)ο蟆?重建器115重建投影數(shù)據(jù)，從而生成體積圖像數(shù)據(jù)。該樣的數(shù)據(jù)能夠是動態(tài)數(shù)據(jù)或非動態(tài) 數(shù)據(jù)。通用計算機充當操作者控制臺116。駐留在控制臺116上的軟件允許操作者與掃描 器100交互。該樣的交互包括，但不限于選擇掃描協(xié)議、開始掃描等。
[0022] 任選的注射器118被配置為施予一種或多種造影材料或造影劑W例如用于對比 度增強成像流程。能夠W成像系統(tǒng)100和/或由臨床醫(yī)生手動的方式控制注射器118。能 夠備選地由臨床醫(yī)生等手動施予造影材料。在造影材料被手動施予的情況下或者在沒有施 予造影材料的情況下，能夠省略注射器118。
[0023] 圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120處理圖像數(shù)據(jù)并基于其生成至少經(jīng)縮放組織不規(guī)則圖。如 下文更加詳細地描述的，在一個非限制性實例中，該包括采用局部直方圖滴途徑W生成無 縮放不規(guī)則圖，并且然后對無縮放不規(guī)則圖進行縮放W產(chǎn)生關于箱寬度、圖像噪聲水平和/ 或造影劑濃度的絕對不規(guī)則量度。能夠經(jīng)由顯示器122和/或利用其他方式視覺地呈現(xiàn)經(jīng) 縮放不規(guī)則圖。
[0024] 經(jīng)縮放不規(guī)則圖能夠用于利用不規(guī)則組織圖案來促進識別疾病的存在而無需考 慮疾病模型（例如，癌癥和/或具有不規(guī)則組織圖案的其他疾病）。也能夠被單獨地或與經(jīng) 縮放不規(guī)則圖組合地視覺地呈現(xiàn)無縮放不規(guī)則圖。該途徑能夠被與例如CT、MR等研究一起 使用（例如，腫瘤定期復查），即使掃描是利用差別很大的掃描和成像條件執(zhí)行的。另外，可 W將定量診斷與潛在的處置指南進行比較。
[0025] 能夠由成像系統(tǒng)100和/或其他成像系統(tǒng)生成經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)，和/或從成像 系統(tǒng)100和/或存儲介質(zhì)（例如，便攜式存儲器、服務器、數(shù)據(jù)庫、放射科信息系統(tǒng)巧IS)、醫(yī) 院信息系統(tǒng)化IS)、電子病歷（EMR)、圖片存檔與通信系統(tǒng)（PAC巧和/或其他數(shù)據(jù)儲存庫） 獲得經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)。
[0026] 圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120能夠經(jīng)由運行被嵌入或編碼等在計算機可讀存儲介質(zhì)（例 如，物理存儲器和/或其他非瞬態(tài)介質(zhì)）上的一個或多個計算機可讀指令的一個或多個計 算系統(tǒng)的一個或多個處理器來實施。額外地或備選地，計算機可讀指令中的至少一個能夠 由載波、信號和/或其他瞬態(tài)介質(zhì)承載。
[0027] 圖2示意性地圖示了圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120的范例。在該范例中，圖像數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)120獲得體積圖像數(shù)據(jù)作為輸入。基于使用中的成像模態(tài)，圖像數(shù)據(jù)可W表示解剖信 息或功能信息中的一個或多個。
[002引所圖示的圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120包括無縮放不規(guī)則圖生成器202和經(jīng)縮放不規(guī)則 圖生成器204,所述經(jīng)縮放不規(guī)則圖生成器204對無縮放不規(guī)則圖進行縮放生成器202輸出 的和/或W其他方式生成的無縮放不規(guī)則圖。在變型中，圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120不包括無 縮放不規(guī)則圖生成器202,而是接收無縮放不規(guī)則圖作為輸入，所述無縮放不規(guī)則圖然后被 經(jīng)縮放不規(guī)則圖生成器204縮放。
[0029] 無縮放不規(guī)則圖生成器202包括加權直方圖確定器206。加權直方圖確定器206 針對體積圖像數(shù)據(jù)（或其子集，例如感興趣區(qū)域/體積）中的每個空間位置（例如，圖像體 素或像素）計算直方圖，所述直