对X射线图像中的至少一种物质进行分割的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对Ｘ射线图像（１）中的至少一种物质进行分割的方法和装置，其中，在该Ｘ射线图像（１）的每个图像点（２）上采集在不同Ｘ射线能量Ｅ１、Ｅ２下的两个衰减值（３，４），基于所采集的衰减值（３，４）将该Ｘ射线图像的图像点（２）映射到二维特征空间（５）中，并随后在该特征空间（５）中从Ｘ射线图像（１）的分别对应于一个图像点（２）的图像环境（１０）的映射中确定作为评价值（１１）的、映射到分类区（６）中的图像点的数量，从而可以在评价值（１１）的基础上以简单的方式计算包含该物质的分割图像（１４），其中，通过考虑图像点（２）的相邻关系可在最大程度上避免错误分类。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于对X射线图像中的至少一种物质进行分割的方法和装置。
技术介绍
基本上用于分割X射线图像的方法是公知的，利用这些方法可以为诊断在X射线图像中标识出图像区域，在该图像区域中仅对一种特定的物质如骨骼或造影剂进行成像。分割通常基于修改的图像进行，该修改的图像是通过在每个图像点上分别测定两个不同设置的X射线能量下的两个衰减值并随后将它们彼此加权相减得到的。由于不同物质的吸收系数的不同能量相关性，通过这种方法在相应选择加权系数的情况下仅将对应于特殊物质的那些图像点以高强度值存储在修改的图像中。通过将各强度值与阈值进行与图像点相关的阈值比较，将潜在的属于特殊物质的图像点分割出来。然而在许多情况下这种阈值比较导致具有错误的结果，因为衰减值可能通过测量噪声而失真，从而尽管存在该物质，但用于图像点分割的阈值标准仍未得到满足。US 6754298 B2公开了一种再现方法，其中，从多个在不同能量谱下的X射线辐射采集的测量中计算出一幅图像，其中，在降低噪声分量的同时显示对象的成分。该再现方法以耗费计算时间的迭代再现算法为基础，这种算法在计算结果图像时同时考虑用于采集测量的能量谱的区别。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种用于分割X射线图像的方法和装置，利用其可以简单的方式对X射线图像中的至少一种物质进行稳定的分割。本专利技术人认识到，当为进行分割在对应于图像点的局部图像环境上不仅分析一个单独的图像点，而是分析多个图像点时，可以改进X射线图像中分割的结果。分析局部环境中的多个图像点具有优点，因为要分割的特定物质的图像结构通过一定的图像区域向外延伸，从而以高概率由此为出发点将相邻的图像点与同一物质相对应。因此通过引入图像环境一起考虑了图像点在X射线图像中存在的空间关系。依据本专利技术，用于对X射线图像中的至少一种物质进行分割的方法包括以下方法步骤，其中，-在该X射线图像的每个图像点上采集在不同X射线能量E1、E2下的两个衰减值，-基于所采集的衰减值将该X射线图像的图像点映射到二维特征空间中，其中，该特征空间具有至少一个与至少一种物质唯一对应的第一分类区，-从分别与这些图像点相对应的图像环境的映射中确定作为评价值(Bewertungsgroesse)的、落入对应于该物质的分类区内的图像点的数量，-通过基于该评价值对每个图像点进行与阈值的阈值比较来计算分割的图像。因此分割包括对局部相邻图像点的分类结果的统计分析。通过映射到特征空间，落入到同一分类区的图像点越多或对于该分类区的评价值越高，则所观察的图像点同样属于该分类区并因此属于一种特定物质的概率也就越大。通过引入局部图像环境可以保证对特定物质的图像区域的无干扰的分割，也就是说，特别是在没有对图像区域内各图像点的错误分类的情况下进行分割。即使所观察的单个图像点未映射在该图像区域内，但由于对局部图像环境的总体观察，使得仍可以将该图像点分类为属于该物质。但该方法并不局限于仅对一种物质进行分割。同样具有优点的是可以设想对第二物质进行分割，从而特征空间具有与X射线图像中存在的第二物质唯一对应的第二分类区。在这种情况下，对每个图像点基于局部相邻性来确定分别表示映射到一个分类区内的图像点的数量的两个评价值。然后为对两种物质进行分割，需要对每个评价值进行阈值比较。对于在一个X射线图像中对两种物质进行分割的情况来说，优选可在特征空间内标识一个不能与一种物质唯一对应的第三分类区。对映射在第三分类区内的图像点已知它们属于两种物质之一。但由于采集的两个衰减值无法进行唯一的对应。此外，在特征空间内还可给出一个与两种物质都不对应的第四分类区。映射在该分类区内的图像点明确地不属于两种待分割的物质。将特征空间划分成第三和第四分类区的优点是，可以在阈值比较之前根据所确定的图像环境的映射在第三或者第四分类区内的至少一个图像点的数量对评价值进行加权。采用评价值的相应加权可以保证在待分割的物质的边缘区域内或与该物质相关的图像结构、相邻的若干图像点可以设置在所观察的图像结构外，从而原则上无需全部图像点都落入第一或者第二分类区内。具有优点地，特征空间的至少一个分类区可以通过模拟来确定，即模拟由X射线透射的物质的两个衰减值并映射到特征空间内。为确定各分类区的扩展幅度，在此合适的是对该物质的不同透射厚度和不同浓度进行模拟。在此通过模拟可以覆盖不同变量的宽能量谱。不言而喻，同样可以设想实验地确定分类区或者对通过实验找到的结果进行事后调节或校正。在本专利技术一种具有优点的实施方式中，在进行阈值比较之前将评价值借助于转移函数换算成概率，其中，该转移函数给出映射的图像点数量与有关存在的物质的概率之间的关系。该过程特别要考虑到这种情况，即映射的图像点的数量与关于存在的物质的概率的关系可能是非线性关系。对X射线图像中进行分割的第一物质最好为骨骼。第二物质最好为造影剂。利用分割出的这两种物质可以很容易鉴别X射线图像中医生在诊断时必须检查的主要图像结构。X射线的能量可以简单的方式通过所设置的X射线装置的管电压来改变。因此X射线的第一能量可以特别简单地在将管电压调整到80kV的情况下产生。与此不同的X射线的第二能量优选可以在将管电压调整到140kV的情况下产生。优选对于每个图像点所观察的图像环境在每个图像维上包括至少三个图像点，从而通过对至少9个图像点的分类结果进行统计分析可以进行足够可靠的分析。在选择局部图像环境的维时，特别是必须注意所要提取的图像结构的分辨率。因此例如可以设想，根据解剖特性在分割的准备阶段选择局部图像环境。例如对于在X射线图像中具有明显较小扩展幅度的血管，必须在使用与骨骼检查相比明显更小的局部图像环境来进行分割。附图说明以下的附图中示出本专利技术实施例以及其它具有优点的构成。其中图1以部分透视图、部分方框图示出计算机X射线断层造影装置，用于实施依据本专利技术的用于对X射线图像中的至少一种物质进行分割的方法；图2以示意图示出用于分割物质的方法；图3示出二维特征空间，其具有不同的分类区并且X射线图像的图像点映射于其中；图4示出曲线图，其中示出用于根据从局部图像环境中确定的参考值确定有关存在的物质的概率的转移函数；图5示出在不考虑相邻性标准情况下的第一分割图像；图6示出在考虑相邻性标准情况下的第二分割图像。具体实施例方式为实施依据本专利技术的用于对X射线图像中的至少一种物质进行分割的方法，可以使用计算机X射线断层造影装置16形式的本身公知的X射线装置，如图1以部分透视图、部分方框图方式所示的那样。这种计算机X射线断层造影装置16具有至少一个这里采用X射线管17方式的X射线源以及产生X射线辐射的至少一个焦点18，X射线透过对象19并随后到达相对的检测器20。检测器20包括多个检测器元件21，其中仅有一个元件具有附图标记。每个检测器元件21产生取决于衰减的X射线的强度的衰减值。对象19的投影通过在X射线管17和检测器20的特定扫描位置上全部检测器元件21的一组衰减值形成。由X射线管17和检测器20形成的拍摄系统设置在一个没有示出的可旋转支架上。在多种可能的工作方式之一中，拍摄系统环绕例如为患者的对象19旋转。通过拍摄系统的旋转，从不同的投影方向上采集多个投影，这些投影是以层析图像或者立体图像的方式再现X射线图像1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对Ｘ射线图像（１）中的至少一种物质进行分割的方法，其中，　　　　在该Ｘ射线图像（１）的每个图像点（２）上采集在不同Ｘ射线能量Ｅ１、Ｅ２下的两个衰减值（３，４），　　　　基于所采集的衰减值（３，４）将该Ｘ射线图像的图像点（２）映射到二维特征空间（５）中，其中，该特征空间（５）具有至少一个与至少一种物质唯一对应的第一分类区（６），　　　　在该特征空间（５）中从Ｘ射线图像（１）的分别对应于一个图像点（２）的图像环境（１０）的映射中确定作为评价值（１１）的、映射到该分类区（６）中的图像点的数量，　　　　通过基于该评价值（１１）对每个图像点（２）进行与阈值的阈值比较来计算分割图像（１４）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔格拉斯鲁克，卡尔斯蒂尔斯托弗，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]