多能量x射线显微镜数据采集及图像重建系统及方法_3

文档序号:9276439阅读:来源:国知局
LE吸收段480和HE吸收段482。该LE吸收段480与LE扫描范围486采用的X射线能量相关,而HE吸收段482与HE扫描范围488采用的X射线能量相关。
[0078]对于给定的X射线能量和原子序数为Z的元素,LE吸收段480在LE扫描范围486上与Z4成反比;而HE吸收段482在HE扫描范围488上与Z线性反比。LE吸收段480中的X射线吸收通常归因于光电效应相关的吸收;而册吸收段482中的X射线吸收通常归因于康普顿散射。
[0079]对于所有的Z,其吸收绘图400的拐点484相关的X射线能量随Z的增大而增大。高原子序数元素的吸收绘图400与低原子序数元素的吸收绘图400相比,拐点可辨识度较低。其LE扫描范围486和HE扫描范围488随着Z的增大而增大,而K边吸收跃迀的因素影响也越大。然而,通过使用针对每个元素的扫描参数和滤光镜,DE X射线成像技术还可应用于高原子序数元素,如金和碘,该扫描参数和滤光镜限制或利用该高原子序数元素的吸收绘图400的K边效应。
[0080]图5描述了双能量对比度调节工具134的图形用户界面500,界面显示了样品相关的示例性最优化对比度信息。该双能量对比度调节工具134具有高能窗口 404,用于从样品中的高能断层体数据集154中选择和显示片,以及低能窗口 406,用于从同一样品的低能断层体数据集152中选择和显示片。该高能断层体数据集154和低能断层体数据集152采用图1和图2中的X射线成像系统生成。
[0081]高能窗口 404具有高能断层体数据集选择键430,而低能窗口 406具有低能断层体数据集选择键434。操作者使用高能断层体数据集选择键430打开文件浏览器对话框,以选择计算机系统124或数据库156中的高能断层体数据集154。操作者使用低能断层体数据集选择键434打开文件浏览器对话框,以选择计算机系统124或数据库156中的低能断层体数据集152。
[0082]双能量对比度调节工具134还具有片选择窗口 408、2-D直方图窗口 410、显示合成或最优化片图像460的结果窗口 412以及日志窗口 414。片选择窗口 408具有交互图423,用于显示操作者从低能断层体数据集152和高能断层体数据集154中选择的片。该交互图423具有片选择显示421。该片选择窗口 408具有片选择器滑动条420以及片数量指示器418。
[0083]2-D直方图窗口 410包括2_D直方图429,2-D直方图429显示由LE片431像素亮度比HE片432像素亮度的绘图导致的体素和像素亮度。操作者使用2-D直方图窗口 410交互式地确定LE片432和HE片431的混合参数。
[0084]操作者通过选择2-D直方图429内的枢轴点427和角度交互式地确定LE片432和HE片431的混合参数。作为对枢轴点427和角度424的选择的响应,2-D直方图窗口 410以2-D直方图429内的角度绘制通过枢轴点427的线的斜率。
[0085]通常,枢轴点不会影响低能和高能扫描的配比,而只会影响输出构成或合成片的缩放比。2-D直方图429中的线斜率决定了 LE和HE片的混合配比(即用于组合LE和HE数据的系数)。枢轴点427决定偏移值。即,合成亮度值=x*LE值+ (1-x) *HE值+偏移值。斜率决定X,而枢轴点决定偏移值。
[0086]操作者通过角度选择器滑动条422选择角度,并且角度数指示器424用角度反映选择角度的值。通过点击2-D直方图内的点选择枢轴点427。在给定LE片432的像素亮度比HE片431的像素亮度的情况下,2-D直方图429所示的亮度和亮度为片中体素数量的衡量。该2-D直方图亮度用用户可选择的颜色表显示,该用户可选择的颜色表确定表征不同亮度的颜色。
[0087]2-D直方图密度为对数比例的,从而确保即使是单个像素在2-D直方图429中也能显示为点,进而确保对应于片上的微小特征也是可见的。操作者使用2-D直方图的像素分布作为启动引导,以选择线714的枢轴和角度。结果窗口 412显示通过2-D直方图窗口 410的线714的设置计算出的合成片460。日志窗口 414显示与双能量对比度调节工具134操作相关的日志信息415。
[0088]—旦操作者选择高能断层体数据集154和低能断层体数据集152,作为对该选择的响应,计算机系统124使该高能断层体数据集154和该低能断层体数据集152彼此自动对齐、配准并成比例放大。
[0089]操作者然后利用片选择窗口 408选择高能断层体数据集154和低能断层数据集152内的片。操作者利用片选择器滑动条420并借助交互图423选择片,而交互图形的片选择显示421提供被选择片相对于可获取片的总数量的视觉指示器。该片数量指示器418还显示被选择片的片数量。
[0090]被选择片为双能量对比度调节工具134用来选择高能断层体数据集154和低能断层体数据集152中的共同片的抽象体或装置。计算机系统124利用与该被选择片相关的信息计算该被选择片的高能像素亮度比低能像素亮度的值的2-D直方图429。显示在该2-D直方图429上的点为被选择的切片形成了与样品中的元素相关的像素亮度的视觉上不同的集群。然后,操作者在直方图内选择枢轴点和角度,并且计算机系统124利用与该点和角度的选择相关的信息计算合成片图像460。这会在下文关于图8所示的示例性直方图800的详细描述中进一步讨论。
[0091]当操作者从片选择窗口 408中选择片,高能窗口 404会显示来自与该片选择相关的高能断层体数据集154的高能(“HE”)片431,并且低能窗口 406会显示来自与该片选择相关的低能断层体数据集152的低能(“LE”)片432。计算机系统124自动创建直方图429,并且作为对该片选择的响应,2-D直方图窗口 410显示该直方图。
[0092]2-D直方图窗口 410具有角度选择滑动条422以及角度数指示器424。当2-D直方图窗口 410显示直方图429时,操作者会选择直方图429内的兴趣点或者枢轴点427,用于对该被选择片进行图像对比度最优化。当操作者已选择兴趣点427,角度选择滑动条422就变得可操作。利用角度选择滑动条422,操作者在直方图429内选择角度,作为对该角度选择的响应,角度数指示器424以度数为单位显示该角度。
[0093]计算机系统124在直方图429根据操作者选择的兴趣点427和角度绘制配比计算线714。该配比计算线714为操作者显示高能像素亮度与低能像素亮度的配比信息的视觉辅助,当最优化被选择片时,计算机系统124会通过2-D直方图中使用到该信息。作为对操作者在2-D直方图429中选择的兴趣点427和角度的响应,结果窗口 412会显示计算机系统124计算的合成片460。
[0094]以一种连续的方式,操作者任何时候在片选择窗口 408中选择不同的片时,作为对该片选择的响应,高能窗口 404就会更新高能片431的显示,并且低能窗口 406就会更新低能片432的显示。以一种类似的方式,作为对操作者选择的在2-D直方图429中的兴趣点427和角度的响应,计算机系统124计算该被选择片的新的直方图429,2-D直方图窗口410显示该2-D直方图429,并且结果窗口 412显示合成片460。
[0095]合成片460为对比度最优化片。一旦操作者对该合成片460满意,操作者就会选择保存按钮463,以将与该合成片460关联的图像对比度信息应用到高能断层体数据集154和低能断层体数据集152中的所有片,创建一个新的组合断层体数据集。由于该组合的体数据集是利用与该合成片460关联的对比度信息生成的,该组合的体数据集又称为最优化组合断层体数据集156。该计算机系统124将该最优化组合断层体数据集156存储到本地存储器,或数据库156中。
[0096]图6a为图5所示的双能量对比度调节工具的放大视图600,显示了低能窗口 406和高能窗口 404的细节。该高能窗口 404还具有用于显示与该被选择的高能断层体数据集154关联的文件名的尚能文件名指不器490。该尚能窗口 404还显不覆盖于该尚能片431之上的高能扫描参数502。
[0097]低能窗口 406还具有用于显示与被选择的该低能断层体数据集152关联的文件名的低能文件名指示器492。该低能窗口 406还显示覆盖于该低能片432之上的高能扫描参数 504。
[0098]图6b为图5中双能量对比度调节工具134的放大视图620,显示了片选择窗口 408和直方图窗口 410的细节。片选择窗口 408具有分别增加和减少片选择的片选择键417-1和417-2。作为对该选择的响应,显示在片数量指示器418上的被选择片的数量被更新,交互图423的片选择显示421被更新,并且片选择滑动条420被更新。
[0099]直方图窗口 410还具有分别用于增大和减小直方图429中被选择角度的角度选择器按键428-2和428-1。作为对该选择的响应,显示在角度数指示器424上的角度被更新,并且该角度选择滑动条422被更新。
[0100]直方图窗口 410还具有用于放大显示在直方图窗口 410中的直方图429局部的放大/缩小按键425。这使得操作者可看到直方图429内部的每个点,以选择兴趣点427。
[0101]图6c为图5所示的双能量对比度调节工具134的放大图660,显示了最优化单扫描参数选择过程中的结果窗口和日志窗口的细节。在操作者创建合成片460之后,结果窗口显示与操作者在直方图窗口 410中的直方图429内执行的最优化行为相关的合成片。此夕卜,结果窗口 460可使用户选择合成片460上的最优化点562。利用与最优化点562相关的信息,计算机系统124创建最优单扫描参数,操作者可将该最优化单扫描参数应用于同一样品,或者具有类似元素构成的新样品。
[0102]当操作者在合成片460中选择最优化点562,双能量对比度调节工具134使创建最优化单扫描参数按键452可选择。作为对该选择的响应,计算机系统创建与该最优化点562相关的最优化单扫描参数。计算机为该最优化单扫描计算扫描设置,以尽可能地估计该最优化点562的对比度。这由比较穿过LE和HE数据集中的最优化点562的透射值,以及从查询表中查找最优化单扫描值实现。
[0103]双能量对比度调节工具134还具有注释面板560,用于执行统计操作,并且放大/缩小被选择的窗口。日志窗口还具有日志按键561,用于使日志信息415显示在日志窗口414中。双能量对比度调节工具134还具有退出按键496,用于退出该双能量对比度调节工具 134。
[0104]图7a_7c图不了双能量对比度调节工具134,显不了与含有钼和铅的样品相关的示例性最优化对比度信息,选择的对比度最优化角度分别为153度、137度以及115度。该图通过选择正确的枢轴点427和角度,从校准样品中将铅从铂中分离出来。作为对该选择的响应,该合成片460的对比度信息发生改变,不同的微粒从黑色变为白色。在这些图中,角度数指示器424-2为角度数指示器424-1的放大版本,以提高清晰度。计算机系统124根据被选择的兴趣点或枢轴点427和被选择的角度绘制配比计算线714。
[0105]图7d图示了双能量对比度调节工具134环境内的双能量悬停工具770。该双能量悬停工具770提供了 LE窗口 404、HE窗口 406及结果窗口 412所显示的图像和2-D直方图窗口 410之间的实时关联。
[0106]当操作者使用定点设备,
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1