定量成像的制作方法
【技术领域】
[0001] W下总体上设及定量成像，并且更具体地设及组织不规则图，并且利用对计算机 断层摄影（CT)的具体应用来描述；然而，W下也适用于其他成像模态。
【背景技术】
[0002] 对诊断图像的视觉分析基于对诸如大小和形状的形态学信息的评价。图像感知 (例如，识别所感知的图案与可能的诊断之间的关系）取决于放射科医生的知识、分析技 巧、记忆力、直觉、W及勤勉。然而，人类视觉感受系统在辨别诸如源自于图像亮度或对比度 上的局部空间变化的粗趟和不规则的纹理信息中是有困难的。纹理或结构分析已经成为计 算机辅助诊断（CAD)的部分。
[0003] CAD算法包括了使用对从不同可变纹理分析途径计算的纹理的数学描述符的初始 量化，接着使用基于计算机视觉与人工智能、机器学习或人工神经网络的决策算法。文献 中已知的纹理量化途径能够被划分成若干大类；A)基于模型的途径（例如，分形和随机模 型），其通过识别反映关于要被分析的组织图像的类型的先验信息的适当模型来分析纹理； B)频域功率谱分析、结构形状拟合方法，或小波分析；W及C)基于直方图和基于统计的分 析。
[0004] 临床研究已经表明，CT纹理分析可W带来在患有非小细胞肺癌、结肠直肠癌、肾细 胞癌、W及肝转移的患者中的实际预测和预后信息。生理基本原理在于，组织异质性和不规 则（例如，在肿瘤血液供应中常常存在的那些）是恶性肿瘤的公认特征。尤其地，示出基于 直方图的滴和均匀度计算能够在设法减小图像噪声纹理的影响的同时被用于评估纹理粗 趟和不规则在病灶之内或周围的分布。纹理分析也已经被证明用于非癌症疾病（例如，肺 气肿）。
[0005] 然而，当前的途径不太适合对图像数据中的组织纹理和结构的鲁椿的定量分析。 例如，该样的途径提供了相对任意的结果，所述结果在比较不同的临床案例时或者在设法 设定通用处置指南时能够难W依靠，该样的途径取决于训练集的复杂模型或数据库，要求 应当针对具体的临床案例进行选择和优化的许多参数，要求用户的准确ROI描画或精细的 分割算法等。正因如此，存在对于其他途径的未解决的需要。
[0006] 本文中描述的各方面解决了上述问题和其他问题。
【发明内容】
[0007] W下总体上设及至少基于直方图箱宽度、图像噪声或造影剂浓度中的一个的缩放 不规则图。
[000引在一个方面中，一种方法，包括从对象或目标的体积图像数据获得无缩放不规则 图，所述无缩放不规则图是基于关于感兴趣体素的体素分布的局部加权直方图生成的。所 述局部加权直方图包括具有预定箱宽度的多个箱。所述局部权重是基于预定簇长度来确定 的。所述方法还包括对所述无缩放不规则图进行缩放，生成经缩放不规则图。所述无缩放 不规则图是至少基于所述直方图箱宽度被缩放的。
[0009] 在另一方面中，一种图像数据处理系统，包括经缩放不规则图生成器，所述经缩放 不规则图生成器从对象或目标的体积图像数据获得无缩放不规则图，所述无缩放不规则图 是基于关于感兴趣体素的体素分布的局部加权直方图生成的。所述局部加权直方图包括具 有预定箱宽度的多个箱，并且其中，所述局部权重是基于预定簇长度来确定的。所述经缩放 不规则图生成器包括直方图箱宽度缩放器，所述直方图箱宽度缩放器对所述无缩放不规则 图进行缩放，生成经缩放不规则图，其中，所述无缩放不规则图是至少基于所述直方图箱宽 度、图像噪声或造影剂浓度中的一个被缩放的。
[0010] 在另一方面中，一种被编码有一个或多个计算机可执行指令的计算机可读存储介 质，所述计算机可执行指令在被计算系统的处理器运行时，令所述处理器：对无缩放不规则 图进行缩放，生成经缩放不规则图，其中，所述无缩放不规则图是至少基于直方图箱宽度、 图像噪声或造影剂浓度中的一个被缩放的，并且所述经缩放不规则图经由局部加权直方图 的均匀性的滴或倒数或者局部加权高阶直方图的高阶统计结果中的一个或多个来表示。
【附图说明】
[0011] 本发明可W采取各种部件和部件的布置，W及各个步骤和步骤的安排的形式。附 图仅是出于图示优选的实施例的目的，并且不应被解读为对本发明的限制。
[0012] 图1示意性地图示了与成像系统相连接的范例图像数据处理系统。
[0013] 图2示意性地图示了图1的图像数据处理系统的范例。
[0014] 图3图示了范例2D掩模和范例2D加权直方图。
[0015] 图4图示了范例3D掩模和范例3D加权直方图。
[0016] 图5图示了滴对箱宽度的依赖性。
[0017] 图6图示了用于生成针对图像数据的经缩放不规则图的方法。
[001引图7图示了用于缩放图6中的不规则图的方法。
【具体实施方式】
[0019] 图1示意性地图示了诸如CT扫描器的范例成像系统100。在其他实施例中，成像 系统100可W包括MRI、PET、SPECT、超声和/或其他成像系统中的一个或多个。所图示的 成像系统100包括固定机架102和旋转机架104,所述旋转机架104由固定机架102可旋转 地支撑并关于Z轴108围绕检查区域106旋转。
[0020] 诸如X射线管的福射源110由旋转机架104可旋转地支撑，与旋转机架104-起 旋转，并且发出横贯检查区域106的多色福射。福射敏感探测器阵列112跨检查区域106 W角度弧与福射源110相对，探测横贯检查区域106的福射，并生成指示该福射的信号。
[0021] 对象支撑体114在扫描之前、期间和/或之后在检查区域106中支撑目标或对象。 重建器115重建投影数据，从而生成体积图像数据。该样的数据能够是动态数据或非动态 数据。通用计算机充当操作者控制台116。驻留在控制台116上的软件允许操作者与扫描 器100交互。该样的交互包括，但不限于选择扫描协议、开始扫描等。
[0022] 任选的注射器118被配置为施予一种或多种造影材料或造影剂W例如用于对比 度增强成像流程。能够W成像系统100和/或由临床医生手动的方式控制注射器118。能 够备选地由临床医生等手动施予造影材料。在造影材料被手动施予的情况下或者在没有施 予造影材料的情况下，能够省略注射器118。
[0023] 图像数据处理系统120处理图像数据并基于其生成至少经缩放组织不规则图。如 下文更加详细地描述的，在一个非限制性实例中，该包括采用局部直方图滴途径W生成无 缩放不规则图，并且然后对无缩放不规则图进行缩放W产生关于箱宽度、图像噪声水平和/ 或造影剂浓度的绝对不规则量度。能够经由显示器122和/或利用其他方式视觉地呈现经 缩放不规则图。
[0024] 经缩放不规则图能够用于利用不规则组织图案来促进识别疾病的存在而无需考 虑疾病模型（例如，癌症和/或具有不规则组织图案的其他疾病）。也能够被单独地或与经 缩放不规则图组合地视觉地呈现无缩放不规则图。该途径能够被与例如CT、MR等研究一起 使用（例如，肿瘤定期复查），即使扫描是利用差别很大的扫描和成像条件执行的。另外，可 W将定量诊断与潜在的处置指南进行比较。
[0025] 能够由成像系统100和/或其他成像系统生成经处理的图像数据，和/或从成像 系统100和/或存储介质（例如，便携式存储器、服务器、数据库、放射科信息系统巧IS)、医 院信息系统化IS)、电子病历（EMR)、图片存档与通信系统（PAC巧和/或其他数据储存库） 获得经处理的图像数据。
[0026] 图像数据处理系统120能够经由运行被嵌入或编码等在计算机可读存储介质（例 如，物理存储器和/或其他非瞬态介质）上的一个或多个计算机可读指令的一个或多个计 算系统的一个或多个处理器来实施。额外地或备选地，计算机可读指令中的至少一个能够 由载波、信号和/或其他瞬态介质承载。
[0027] 图2示意性地图示了图像数据处理系统120的范例。在该范例中，图像数据处理 系统120获得体积图像数据作为输入。基于使用中的成像模态，图像数据可W表示解剖信 息或功能信息中的一个或多个。
[002引所图示的图像数据处理系统120包括无缩放不规则图生成器202和经缩放不规则 图生成器204,所述经缩放不规则图生成器204对无缩放不规则图进行缩放生成器202输出 的和/或W其他方式生成的无缩放不规则图。在变型中，图像数据处理系统120不包括无 缩放不规则图生成器202,而是接收无缩放不规则图作为输入，所述无缩放不规则图然后被 经缩放不规则图生成器204缩放。
[0029] 无缩放不规则图生成器202包括加权直方图确定器206。加权直方图确定器206 针对体积图像数据（或其子集，例如感兴趣区域/体积）中的每个空间位置（例如，图像体 素或像素）计算直方图，所述直