用于图像数据的纹理分析图制造技术

技术编号:16112963 阅读:70 留言:0更新日期:2017-08-30 06:18
一种方法包括根据重建的谱图像数据获得至少第一能量相关的谱图像体积和第二能量相关的谱图像体积。所述方法还包括生成多维谱示意图,其针对每个体素,将所述第一能量相关的谱图像体积的值映射到所述第二能量相关的谱图像体积的对应值。所述方法还包括根据所述多维谱示意图生成一组谱纹理分析权重。所述方法还包括检索一组纹理分析函数,其根据共生矩阵直方图被生成作为体素强度和体素梯度值的函数。所述方法还包括利用该组纹理分析函数和该组谱纹理分析权重通过所述重建的谱图像数据的纹理分析来生成纹理分析图,并在视觉上呈现所述纹理分析图。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于图像数据的纹理分析图
下文总体上涉及成像,更具体地,涉及计算针对图像数据的纹理分析图,并且其具体应用于被配置为用于谱(能量相关)成像的计算机断层摄影(CT)扫描器。然而,下文也适用于其它成像模态,例如但不限于磁共振(MR)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、正电子发射断层摄影(PET)、超声(US)和/或其他成像模态。
技术介绍
CT扫描器包括安装在关于z轴围绕检查区域旋转的可旋转机架上的X射线管。探测器阵列朝向从X射线管与检查区域相对的角弧。X射线管发射穿过检查区域的辐射。探测器阵列探测穿过检查区域的辐射,并生成指示所述检查区域的投影数据。重建器处理投影数据并生成指示检查区域的体积图像数据。然而,由于由探测器阵列输出的信号与在能量谱上集成的能量通量成比例,体积图像数据不反映谱特征。被配置用于谱(能量相关)CT的CT扫描器包括单个广谱X射线管和具有能量解析探测器的能量解析探测器阵列(例如,具有光子计数探测器、具有不同谱灵敏度的至少两组闪烁体-光电二极管层等)和识别电子器件、被配置为在扫描期间在至少两个不同的发射电压(例如,80kVp和140kVp)之间切换的单个X射线管、和/或配置为发射具有不同平均谱的辐射的两个或多个X射线管。重建器将来自探测器的信号分解成各种能量相关的分量,并重建各个分量,生成反映谱特征的谱体积图像数据,和/或对分量进行组合以产生非谱体积图像数据。组织血管分布的表征和诸如血管新生、坏死和缺氧的相关病理能够通过提供有价值的信息来改善癌症诊断,这能够补充其他的、更标准的技术,例如代谢性FDG-PET和解剖CT。例如,具有增加的血管新生的癌组织经常显示病变内或周围的血管网格(mesh)的增加的异质性和不规则性。此外,在肿瘤内部的肿瘤缺氧或坏死可以显示相对于肿瘤边界的明显的较低的纹理特征。文献已经显示,基于直方图的熵和均匀性是在实际评估恶性组织的纹理粗糙度和不规则性中的重要描述符。利用关于谱CT体积图像数据的常规(非谱)纹理分析技术,能够分析由衰减值分布(与材料密度相关)引起的纹理,或者备选地其导出的谱图像结果,诸如碘图。不幸地是,关于谱CT体积图像数据,不能够利用常规(非谱)纹理分析技术来以固有地考虑全谱CT信息的方式分析器官和组织纹理。此外,常规CT纹理分析方法通常生成相对于原始处理的谱CT体积图像数据具有较低空间分辨率的纹理图。
技术实现思路
本文描述的各方面解决了上述问题和其他问题。在一个方面中,描述了一种用于根据谱图像数据生成纹理分析图的方法。所述方法包括根据重建的谱图像数据获得至少第一能量相关的谱图像体积和第二能量相关的谱图像体积。第一能量和第二能量是不同的。所述方法还包括生成多维谱示意图,其针对重建的谱图像数据的每个体素,将第一能量相关的谱图像体积的值映射到第二能量相关的谱图像体积的相应值。所述方法还包括根据多维谱示意图生成一组谱纹理分析权重。所述方法还包括检索一组纹理分析函数,其根据共生矩阵直方图中被生成作为体素强度和体素梯度值的函数。所述方法还包括利用该组纹理分析函数和该组谱纹理分析权重通过重建的谱图像数据的纹理分析来生成纹理分析图。所述方法还包括在视觉上呈现纹理分析图。在另一方面,一种成像系统包括重建处理器和谱数据纹理处理器,所述重建处理器被配置为使用谱基础分解算法来重建谱成像数据,以生成至少第一能量相关的谱图像体积和第二能量相关的谱图像体积。处理器被配置为:生成多维谱示意图,其针对每个体素将第一能量相关的谱图像体积的值映射到第二能量相关的谱图像体积的对应值,根据多维谱示意图生成一组谱纹理分析权重,根据共生矩阵直方图生成一组纹理分析函数作为体素强度和体素梯度值的函数,利用该组纹理分析函数和该组谱纹理分析权重通过重建的谱图像数据的纹理分析来生成纹理分析图,在视觉上呈现纹理分析图。在另一方面,描述了一种用于生成纹理分析图的方法。所述方法包括生成用于重建成像数据的多维示意图。所述方法还包括根据多维谱示意图生成一组纹理分析权重。所述方法还包括计算针对共生矩阵直方图的空间权重的初始分布。所述方法还包括根据所述共生矩阵直方图生成一组纹理分析函数作为体素强度和体素梯度值的函数。所述方法还包括利用该组纹理分析函数和该组谱分析权重通过重建的谱图像数据的纹理分析来生成纹理分析图。所述方法还包括基于纹理分析图中的体素值之间的局部差来计算针对所述共生矩阵直方图的空间权重的更新分布。所述方法还包括使用针对所述共生矩阵直方图的空间权重的更新分布来生成更新的一组纹理分析函数。所述方法还包括利用该组更新的纹理分析函数和该组谱分析权重来生成细化的纹理分析图。本专利技术可以采用各种部件和部件布置的形式,以及各种步骤和步骤布置的形式。附图仅用于图示优选实施例的目的,不应被解释为限制本专利技术。附图说明图1示意性地图示了与谱数据纹理处理器连接的范例成像系统。图2示意性地图示了谱数据纹理处理器的范例。图3图示了范例2D谱示意图。图4图示了范例共生矩阵直方图。图5图示了共生矩阵直方图的权重对谱示意图中的向量长度和向量差的相关性。图6图示了体积谱图像数据的图像、针对所述图像的对应纹理分析图以及所述图像与所述纹理分析图进行组合的融合图像的视觉显示。图7示出了定义两个区域的任意图案。图8示出了针对纹理分析的范例图像。图9示出了从现有技术的纹理分析导出的熵图。图10示出了使用本文中所描述的权重掩模导出的熵图。图11图示了用于生成纹理分析图的范例方法。具体实施方式图1图示了范例成像系统100。合适的成像模态包括CT、MR、SPECT、PET、US等。为了简洁和清楚起见,下文结合CT描述本文中的实施例。然而,本领域(例如,在医学成像领域和/或其他领域中)技术人员将至少仅从本文的描述中理解针对其他合适的成像模态的修改和/或变更,而无需过度的实验。所示的成像系统100包括固定机架102和由固定机架102可旋转地支撑的旋转机架104。旋转机架104关于纵轴或z轴“Z”围绕检查区域106旋转。诸如X射线管的辐射源110由旋转机架104可旋转地支撑,与旋转机架104一起旋转,并且发射穿过检查区域106的X射线辐射。在一个实例中,辐射源110被配置为在集成期间内和/或其他情况下的两个或多个发射电压(例如,80和140kVp,80、100和120kVp等)之间切换发射电压。在变型中,成像系统100包括在不同发射电压下发射辐射的多个辐射源110。在另一变型中,辐射源110包括单个广谱X射线管。探测器阵列112相对于辐射源110朝向在检查区域106对面的角弧。探测器阵列112探测穿过检查区域106的辐射并生成指示其的信号(投影数据)。在辐射源电压在至少两个发射电压之间切换和/或两个或更多个X射线管在两个不同发射电压下发射辐射的情况下,探测器阵列112针对每个辐射源电压中的一个生成信号。对于单个广谱X射线管,探测器阵列112包括产生信号的能量解析探测器(例如,多层闪烁体/光电二极管、直接转换光子计数等)。重建处理器114利用存储在重建算法存储器118或其他地方的一个或多个谱基础分解算法116来重建信号。重建处理器114采用算法116中的至少一个产生包括对应于不同图像基础的两组或更多组体积图像数据的谱体积图像数据。例如,利用双能量,这本文档来自技高网
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用于图像数据的纹理分析图

【技术保护点】
一种用于根据谱图像数据生成纹理分析图的方法,包括:根据重建的谱图像数据获得至少第一能量相关的谱图像体积和第二能量相关的谱图像体积,其中,所述第一能量和所述第二能量是不同的;生成多维谱示意图,其针对所述重建的谱图像数据的每个体素将所述第一能量相关的谱图像体积的值映射到所述第二能量相关的谱图像体积的对应值;根据所述多维谱示意图生成一组谱纹理分析权重;检索一组纹理分析函数,其根据共生矩阵直方图被生成作为体素强度和体素梯度值的函数;利用所述一组纹理分析函数和所述一组谱纹理分析权重通过所述重建的谱图像数据的纹理分析来生成所述纹理分析图;并且在视觉上呈现所述纹理分析图。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.30 US 62/072,5791.一种用于根据谱图像数据生成纹理分析图的方法,包括:根据重建的谱图像数据获得至少第一能量相关的谱图像体积和第二能量相关的谱图像体积,其中,所述第一能量和所述第二能量是不同的;生成多维谱示意图,其针对所述重建的谱图像数据的每个体素将所述第一能量相关的谱图像体积的值映射到所述第二能量相关的谱图像体积的对应值;根据所述多维谱示意图生成一组谱纹理分析权重;检索一组纹理分析函数,其根据共生矩阵直方图被生成作为体素强度和体素梯度值的函数;利用所述一组纹理分析函数和所述一组谱纹理分析权重通过所述重建的谱图像数据的纹理分析来生成所述纹理分析图;并且在视觉上呈现所述纹理分析图。2.根据权利要求1所述的方法,还包括:根据所述多维谱示意图中的每个体素的位置来生成所述一组谱纹理分析权重。3.根据权利要求2所述的方法,还包括:根据对应于所述多维谱示意图中的与每个体素相邻的一组体素的体素梯度来生成所述一组谱纹理分析权重。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法,还包括:在视觉上一同呈现所述一组谱纹理分析权重以及所述纹理分析图。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法,还包括:接收指示所述一组谱纹理分析权重中的至少一个谱纹理分析权重的变化的输入;基于所述输入改变所述一组谱纹理分析权重并生成更新的一组谱纹理分析权重;并且利用所述一组纹理分析函数和所述更新的一组谱纹理分析权重通过所述重建的谱图像数据的所述纹理分析来生成所述纹理分析图。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法,还包括:融合所述重建的谱图像数据和所述纹理分析图,以创建单个的融合图像;并且在视觉上呈现所述单个的融合图像。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法,还包括:在显示器的查看区的单独的查看区域中视觉上呈现所述重建的谱图像数据和所述纹理分析图。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法,还包括:使用对所述梯度方向的相关性来混合所述纹理分析图中的材料密度效应和材料谱分离。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法,其中,生成所述纹理分析图包括针对体素,检索体素强度作为所述谱示意图中的对应向量长度的函数,并且检索对应于与所述体素相邻的一组体素的体素梯度作为所述谱示意图中的两个向量之间的差-向量的函数。10.根据权利要求9所述的方法,还包括:利用所述一组谱纹理分析权重对所述体素梯度进行加权。11.根据权利要求9至10中的任一项所述的方法,还包括:将针对体素的梯度权重映射到所述共生矩阵直方图。12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述梯度权重是对应于与所述体素相邻的所述一组体素的平均权重值。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法,还包括:在生成所述纹理分析图之前计算针对所述共生矩阵直方图的空间权重的初始分布,其中,所述纹理分析图是中间纹理分析图;基于中间纹理分析图中体素值之间的局部差来计算针对所述共生矩阵直方图的空间权重的更新分布;使用针对所述共生矩阵直方图的空间权重的所述更新分布生成更新的一组纹理分析函数;并且利用所述更新的一组纹理分析函数来生成细化的纹理分析图。14.根据权利要求1至13中的任一项所述的方法,还包括:使用谱基础分解算法来重建所述谱图像数据,以生成至少所述第一能量相关的谱图像体积和所述第二能量相关的谱图像...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·卡尔米
申请(专利权)人:皇家飞利浦有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰,NL

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