X射线图象处理制造技术

在Ｘ射线源（１００）与Ｘ射线成象器（１４０）之间设置被成象的一个物体（１３０）。操作Ｘ射线源（１００）引导Ｘ射线（１２０）穿过并围绕物体（１３０）。代表发射到Ｘ射线成象器（１４０）上的Ｘ射线（１２０）强度的电信号用来确定物体（１３０）的边界，用这个边界产生Ｘ射线图象。可选择地或另外，在电信号集中用最高频率幅度产生Ｘ射线图象。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及增强一种数字式X射线图象，例如胸部X射线图象(胸部X射线透视)。胸部X射线透视揭示了人体胸内结构的状况，以便于胸内异常的早期诊断。在胸部X射线透视中，X射线穿过由不同类型组织构成的胸部，例如，健康腺体和/或脂肪组织、和/或异常组织比如肿瘤和/或微钙化点。不同类型的组织具有不同的密度。较稠密的组织相对较稀薄的组织更能减弱X射线的穿过。识别密度相对比较接近的组织间的能力能够有助于诊断胸内异常或可疑的损伤，尽管上述损伤在早期仍小。衰减的X射线被俘获而产生胸部X射线透视。在一些系统中，一张感光胶片放置在胸后。曝光后，胶片被显影、并可用于诊断观看。其它一些系统使用电子成象器把X射线转换成电信号、或图象数据，该信号或数据可由例如激光打印机打印而用于诊断。在本专利技术的一方面中，在X射线源与X射线成象器之间放置被成象的物体。操作X射线源使之穿过并围绕该物体。代表射到X射线成象器上的X射线强度的电信号用于确定该物体的边界，使用该边界产生一个X射线图象。在其它优点中，本专利技术的这一方面允许、例如代表边界内部范围的电信号被全部或部分处理，而与代表边界外部范围的电信号无关。这样不仅能提高处理速度，而且也能减少处理，即使不排除代表边界外部范围的电信号对代表边界内部范围的电信号的影响。本专利技术这一方面的实施例可包括以下特点。电信号可包括一阵列数字值。物体的边界(例如，胸部的皮肤边界)可通过计算沿阵列每一行数字值的最大梯度来定位。通过平均阵列中的与该物体边界对应的一集数字值来确定边界值。阵列中等于或超过边界值的那些数字值规定为等于边界值，那些落在边界值下面的数值的平均值和标准偏差被计算出。将S型变换应用到后面的数字值集，该变换具有一个通过计算出的平均值确定中值的范围(例如，具有一中值等于0.95乘以计算出的平均值的范围)，以及一通过计算出的标准偏差确定的斜率(例如，斜率等于1.2乘以计算出的标准偏差)。S型变换函数的输出通过乘以一个整数常量而形成一个中间输出集，从该集的每一项中减去该中间输出集的最小值。通过把中间输出集换算成与输出装置相适应的输出数值范围来产生输出集。阵列中数字值的范围也可压缩(例如，用对数函数)和/或过滤。过滤可用于从数字值中过滤低空间频率，例如通过应用模糊掩蔽法。第一掩膜(例如，核尺寸100×100)能从数字值产生，第二掩膜(例如，核尺寸75×75)从第一掩膜产生。第二掩膜然后与一常量(例如，0.55)相乘，并从数字值中减去得出一集掩膜数据。在本专利技术的另一方面中，要被成像的物体位于X射线源与X射线成象器之间。操作X射线源引导X射线穿过该物体，产生与X射线成象器的范围有关的电信号，其具有代表射到上述范围上的X射线强度的大小。使用电信号集中的最高频率值产生X射线图象。在其它优点中，本专利技术的这一方面允许、例如电信号范围分布在现有的清晰度上来放大图象细节，和/或产生用于在输出装置输出相适应的图象数据。本专利技术这方面的实施例包括以下特点。最高频率值可通过在集里产生电信号值的频率分布图来识别。阈值数值通过确定最大频率来计算，该频率对应于最高频率数值，用大约1000除最大频率来确定低频率，从对应于低频率的值中减去大约300。然后从集合中的电信号值减去阈值数值。通过下面优选实施例和权利要求书将进一步清楚本专利技术的优点和特点。附图说明图1是胸部X射线透视装置的原理图。图2是采集和处理数字式胸部X射线透视图象数据装置的原理图。图3是由二维象素阵列组成的胸部X射线透视空格的原理图。图4是在图象数据中确定胸部皮肤线以及在其中计算胸部边界值的计算机执行方法的流程图。图5是压缩图象数据范围的计算机执行方法的流程图。图6是由图5所示的程序产生的频率分布图。图7是把模糊掩蔽用于图象数据的计算机执行方法的流程图。图8是在图7所示的模糊掩蔽程序中计算掩膜值的计算机执行方法的流程图。图9是在图象数据上执行灰度变换的计算机执行方法的流程图。在数字式胸部X射线透视的图象采集阶段，含有X射线管110的X射线源100引导X射线120穿过并围绕由压缩闸门150a-b压紧的人胸部130。X射线源100定位在胸部130以上，这样引导X射线120向下穿过并围绕胸部130。含有一或多个探测器的数字式成象器140位于胸部下方。成象器140的输出用于产生胸部X射线图象。如图2所示，数字式成象器140包括一个闪烁体160，一层光纤锥体170，和一层在二维阵列中排列的电荷耦合器件180。每个电荷耦合器件包括一个光敏元素网格栅，每一光敏元素网格栅与合成胸部X射线透视图象250中的一个象素265相对应(图3)。(为简化附图，图3未示出胸部图象。)典型的电荷耦合器件上的每一元素的大小约为40×40微米。在成象过程中，X射线管110被激发而引导X射线120穿过并围绕胸部130。一些X射线可被胸部散射。穿和围绕胸部130后，X射线120碰撞成象器140中的闪烁体160，导致闪烁体160发射可见光。该可见光通过光纤锥体170到达电荷耦合器件阵列180。电荷耦合器件阵列中的每一个光敏元素输出与射到该元素区域上的光的强度相应的电压。然而不是全部电荷耦合器件元素都与同样相同的X射线强度相对应。虽然这是“白色区域校正”造成的部分原因，在较低的曝光下，一些元素明显地较其它元素易饱和。成象器140从电荷耦合器件180发射输出电压数据到模—数转换器190，其将数据转换成数字形式。然后这些数字图象数据可有选择地通过预处理机200来进行，例如防变形、接合(例如把来自分离的电荷耦合器件的数据组合成图象数据的单独二维阵列)、缺陷映射及白色区域。合成图象250的总分辨力例如是4800×6400象素。数据然后发送到一计算机工作站210，该工作站210运行执行下述的程序软件。计算机210附加有一键盘220或其它输入装置。当计算机完成对图象数据的处理时，处理过的数据可在监视器230上显示，在打印机240上打印，或存在硬盘或其它持久媒介中。计算机从预处理机200中接收的图象数据典型地具有近似14位的范围。每一图象数据代表胸部X射线透视图象250中的一个单独象素265。计算机210中的算法把一个直角坐标系统分配给数据集，X轴向右增长，Y轴向下增长。本专利技术不依赖于任何特殊象素坐标系统。虽然上述算法假定胸部水平地取向，指向右，该算法能变更成在不同取向上作用于胸部。算法首先确定“胸部皮肤边界”，然后由此计算“胸部边界值”。胸部皮肤边界不一定代表胸部真实的几何边界，但相反地是该轮廓线的代用品。胸部边界值是位于胸部皮肤边界的图象数据点的平均强度。图4是确定胸部皮肤边界以及计算胸部边界值的计算机执行程序的流程图。程序确定在图象数据每一行中的、沿该行具有最大强度梯度的象素，并且按照所有上述象素的轨迹识别胸部皮肤边界。程序首先将本行索引变量Y初始化为0(步骤310)。在Y行碰见的代表最大梯度的本地变量max-grad也初始化为0，代表与max-grad相应的象素的X方向的本地变量max-grad-X也初始化为0。在步骤340-380寻找沿Y行的最大梯度。在步骤340，在X、Y坐标上象素的梯度通过使用Sobel算子被计算近似为|GX|+|GY|(步骤340)。如果在X、Y坐标上的梯度大于存储在max-grad中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
产生一个物体的Ｘ射线图象的方法，该方法包括以下步骤：将物体设置于Ｘ射线源和Ｘ射线成象器之间；操作Ｘ射线源引导Ｘ射线穿过并围绕物体到达Ｘ射线成像器，从而射到Ｘ射线成象器上的Ｘ射线的强度在Ｘ射线成像器的表面上变化；产生能够代表射到Ｘ 射线成象器上的Ｘ射线强度的电信号；用该电信号确定物体的边界；用该物体的边界产生Ｘ射线图象。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：Z林，
申请(专利权)人：特雷克斯医疗公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]