本發(fā)明涉及X射線成像領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及用于感興趣對象的檢查的檢查裝置、感興趣對象的檢查的方法、計算機可讀介質(zhì)和程序單元。

背景技術(shù)：

在X射線成像中，要由X射線檢查裝置檢查的感興趣對象可以具有非恒定厚度，尤其是在其外圍，即在其邊界區(qū)域中。在乳房攝影和乳房斷層合成中，患者的乳房，即感興趣對象能夠被按壓在兩個按壓板之間，并且然后使用X射線源進行掃描。在外圍區(qū)域中，在乳房不再接觸板的地方，X射線的X射線衰減可以比在對象的中心區(qū)域中更小。為了允許單個灰度窗口以用于查看，該效應(yīng)能夠需要被補償。為了該目的，可以使用所謂的外圍均衡方法。

ULRICH BICK等人：“Density Correction of Peripheral Breast Tissue on Digital Mammograms”，RADIOGRAPHICS，第16卷、第6號、1996年11月1日(1996-11-01)、第1403-1411頁描述了一種檢查裝置，其中，在視頻顯示器上查看數(shù)字乳房攝影。已經(jīng)發(fā)展了對于在乳房攝影上的女性乳房的暗外圍部分的選擇性增強(即密度校正)的算法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

可以期望改進在對象的外圍區(qū)域中的感興趣對象的圖像。

在獨立權(quán)利要求中陳述了本發(fā)明的方面。在從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中說明了優(yōu)點和另外的實施例。

本發(fā)明的第一方面涉及用于對感興趣對象進行檢查的檢查裝置。檢查裝置包括存儲單元和處理單元。存儲單元被設(shè)計為將感興趣對象(例如，女性乳房)的圖像的圖像數(shù)據(jù)存儲并提供到處理單元。圖像數(shù)據(jù)包括對象數(shù)據(jù)(其涉及感興趣對象)和非對象數(shù)據(jù)(其涉及在感興趣對象之外的區(qū)域)。

處理單元被編程為執(zhí)行從非對象數(shù)據(jù)對對象數(shù)據(jù)的分割，并且確定線，所述線是等值輪廓線，并且在距感興趣對象的邊界恒定距離處延伸和/或在感興趣對象的恒定厚度的區(qū)域中延伸。

處理單元還被編程為通過沿著等值輪廓線執(zhí)行對象數(shù)據(jù)的最小濾波來生成感興趣對象的經(jīng)最小濾波的圖像，從而由被定位于第一像素的近鄰區(qū)域(例如，鄰近于第一像素或具有在第一像素與第二像素之間的很少(例如不多于20或30)像素)中的等值輪廓線上的第二像素的更低強度值代替被定位于等值輪廓線上的第一像素的更高強度值。由此，創(chuàng)建了新的經(jīng)最小濾波的圖像。處理單元還被編程為在經(jīng)最小濾波的圖像的生成之后執(zhí)行對象數(shù)據(jù)的外圍均衡。

通過沿著具有與乳房的皮膚線的等距離的路徑找到衰減最小值來增強對象數(shù)據(jù)的外圍均衡可以看作為本發(fā)明的要點。這可以幫助減少圍繞高衰減結(jié)構(gòu)的厚度過高，并且在多數(shù)情況下，這可以幫助減少由常規(guī)外圍均衡引起的下沖偽影。

處理單元適于，即被編程用于，在外圍均衡期間，執(zhí)行通過對最小濾波的圖像進行低通濾波經(jīng)對背景數(shù)據(jù)估計的確定，從圖像數(shù)據(jù)減去背景數(shù)據(jù)估計，并且將期望的均勻背景衰減圖像添加到圖像數(shù)據(jù)，已經(jīng)從其中減去了所述背景數(shù)據(jù)估計。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例，處理單元適于在最小濾波之前，使用低通濾波器執(zhí)行對象數(shù)據(jù)的預(yù)模糊。

可以通過對在檢查流程期間采集的譜數(shù)據(jù)的評價來確定等值輪廓線。在譜X射線成像中，可以使用能夠辨別入射光子的能量的探測器。這樣的探測器的一個范例是具有至少兩個能量閾值的光子計數(shù)探測器。發(fā)生在X射線管與探測器之間的X射線衰減主要地基于兩個主要效應(yīng)：光電效應(yīng)和康普頓散射。由此，可以能夠?qū)碜蕴綔y器的不同能量水平的測量結(jié)果變換到這兩個效應(yīng)上，即通過光子效應(yīng)和康普頓散射的測量的衰減。

在乳房攝影成像的情況下，該變換可以，備選地被校準(zhǔn)以給出針對腺和脂肪組織交叉長度的估計，因為這些組織具有不同光/康普頓屬性。

將測量的光子強度或計數(shù)映射為針對通過不同材料的交叉長度的估計的過程被稱為材料分解。該過程可以是或基于功能或基于查找表的，并且其能夠必須通過將不同已知材料組成插入到探測器元件的束上針對每個探測器被提前校準(zhǔn)。由此，可以導(dǎo)出映射，其將來自兩個或更多能量分箱的接收到的探測器讀數(shù)轉(zhuǎn)換成經(jīng)校準(zhǔn)的材料組合。

根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，通過從非對象數(shù)據(jù)、對象數(shù)據(jù)和/或圖像數(shù)據(jù)識別感興趣對象的邊界來確定等值輪廓線。在感興趣對象是乳房的情況下，邊界是乳房的皮膚。

由此，通過識別對象的邊界并且通過將等值輪廓線定義為平行于邊界線，即具有到感興趣對象的恒定距離的線，來以幾何方式確定等值輪廓線。

檢查裝置可以以這樣的方式被調(diào)整：沿著等值輪廓線對對象數(shù)據(jù)的最小濾波包括第一像素的選擇、第一像素的強度值的確定、被定位于等值輪廓線上并且鄰近于第一像素的預(yù)定數(shù)量的近鄰像素中的每個的每個強度值的確定，所述等值輪廓線延伸通過第一像素。在通過對對象數(shù)據(jù)的最小濾波生成的圖像(即，“經(jīng)最小濾波的圖像”)中，如果更低強度值存在，則執(zhí)行由預(yù)定數(shù)量的鄰近像素的最低強度值代替第一像素的強度值。如果第一像素的強度值低于或等于預(yù)定數(shù)量的近鄰像素的最低強度值，則不發(fā)生強度值的代替。在該最小濾波過程期間不可以改變原始圖像，即原始對象數(shù)據(jù)，但是經(jīng)最小濾波的圖像被創(chuàng)建。

在此之后，針對緊接第一像素的像素執(zhí)行對應(yīng)最小濾波，這可以導(dǎo)致通過對對象數(shù)據(jù)的最小濾波生成的圖像的更新(如果近鄰像素具有比緊接第一像素的像素更低的強度值)等，直到在對象的外圍區(qū)域中的所有像素已經(jīng)被最小濾波，并且已經(jīng)生成了經(jīng)最小濾波的圖像。

根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，對象數(shù)據(jù)的外圍均衡包括低通濾波。

檢查裝置可以被調(diào)整為二維乳房攝影檢查裝置或斷層合成檢查裝置。

本發(fā)明的另一方面涉及一種檢查感興趣對象的方法，其中，采集感興趣對象的圖像的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)包括對象數(shù)據(jù)和非對象數(shù)據(jù)。然后，執(zhí)行從非對象數(shù)據(jù)對對象數(shù)據(jù)的分割，并且確定線，所述線是等值輪廓線，并且在距感興趣對象的邊界恒定距離處延伸和/或沿著感興趣對象的恒定厚度延伸。

沿著等值輪廓線執(zhí)行對對象數(shù)據(jù)的最小濾波，從而由被定位于等值輪廓線上的第二像素(其被定位于第一像素的近鄰區(qū)域中)的更低強度值代替被定位于等值輪廓線上的第一像素的更高強度值，從而導(dǎo)致經(jīng)最小濾波的圖像。然后，執(zhí)行所述對象數(shù)據(jù)的外圍均衡。

本發(fā)明的另一方面涉及一種包括程序單元的計算機可讀介質(zhì)，所述程序單元當(dāng)由處理單元運行時，適于命令處理單元執(zhí)行以上(以及下面進一步)描述的方法步驟。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種程序單元，器當(dāng)由處理單元運行時，適于命令處理單元執(zhí)行以上(以及下面進一步)描述的方法步驟。

本發(fā)明的這些和其他方面將根據(jù)下文描述的方面而顯而易見，并且將參考下文描述的方面得到闡述。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的檢查裝置。

圖2示出了乳房的三幅圖像。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的方法步驟。

圖4示出了沿著其布置像素的等值輪廓線。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的方法的流程圖。

附圖標(biāo)記列表

100 檢查裝置

101 存儲單元

102 感興趣對象

103 處理單元

104 等值輪廓線

105 恒定距離

106 外圍邊緣(皮膚線)

107 對象數(shù)據(jù)

108 非對象數(shù)據(jù)

109 第一像素

110 第二像素

111 像素

121 按壓板

122 按壓板

123 X射線源

124 中心區(qū)域

125 外圍非按壓區(qū)域

201 原始圖像

202 圖像

203 圖像

204 曲線圖

205 繪圖

206 繪圖

207 繪圖

208 交叉

401 盒子

501 方法步驟

502 方法步驟

503 方法步驟

504 方法步驟

505 方法步驟

506 方法步驟

507 方法步驟

508 方法步驟

具體實施方式

附圖是示意性的而不是按真實比例。如果在不同附圖中使用相同的附圖標(biāo)記，則它們可以涉及相同或相似的元件。然而，相似或相同的元件也可以用不同的附圖標(biāo)記標(biāo)注。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的檢查裝置100。檢查裝置可以被調(diào)整為譜X射線檢查裝置、乳房攝影檢查裝置和/或斷層合成檢查裝置。

檢查裝置100包括X射線源123，能夠從所述X射線源朝感興趣對象102，即，女性乳房發(fā)射X射線。乳房被定位于兩個按壓板或按壓平板121、122之間。乳房的更多中心區(qū)域124被完全按壓，并且具有恒定的厚度，其中，乳房的更多外周區(qū)域125僅被部分按壓，并且具有朝外周邊緣106，即乳房的邊界或皮膚線減小的厚度。

在感興趣對象的另一側(cè)上，可以布置探測器陣列126，其探測在X射線源上的已經(jīng)通過感興趣對象的輻射。

由處理單元103控制檢查裝置100，所述處理單元被連接到存儲單元101，可以將由檢查裝置采集的圖像數(shù)據(jù)存儲在所述存儲單元上。

在乳房攝影和乳房斷層合成中，放射科醫(yī)師可以具有使用單個灰度水平和窗口看到所有相關(guān)圖像細(xì)節(jié)的期望。由于乳房102的衰減在非按壓區(qū)域125中(其朝皮膚線106延伸)更低，因此所謂的外圍均衡可以被執(zhí)行以將外部衰減水平向上提升到優(yōu)選平均乳房衰減，其適合單一水平/窗口設(shè)置?？梢酝ㄟ^在個體區(qū)域中減去乳房的估計平均衰減(背景數(shù)據(jù)估計)執(zhí)行外圍均衡，并且添加回期望的背景衰減水平，其通常是均勻的。獲得背景數(shù)據(jù)估計的一種方式是借助于低通濾波模糊對象數(shù)據(jù)，即乳房的圖像。

然而，模糊圖像意味著具有更高衰減的組織將增加估計的平均衰減。校正具有過高估計值的圖像能夠引起下沖，特別是接近高對比結(jié)構(gòu)。這在圖2的圖像202中被示出(參見兩個箭頭)。附圖標(biāo)記201指代沒有均衡的原始圖像。

沿著等值輪廓線104執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的最小濾波，所述等值輪廓線是具有到皮膚線106的恒定距離的曲線。在理想情況下，僅考慮具有更少衰減的脂肪背景組織并且沒有如腺組織的結(jié)構(gòu)，其能夠具有更高的密度而不必在體積中的更長交叉長度。從估計中取出這些結(jié)構(gòu)可以減少乳房厚度的過高估計并且可以減少下沖。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例，如果可能，通過從對象數(shù)據(jù)中移除高對比組織像素值來延伸針對背景估計的模糊方法。

這可以通過找到在第一像素的近鄰區(qū)域中的像素之中的最小強度像素值來完成，其中，所有這些像素具有到皮膚線的近似相同距離和/或被定位于沿著其乳房的厚度是恒定的路徑上。該方法可以從背景數(shù)據(jù)估計中移除高衰減像素值，并且利用低衰減組織像素值代替他們。在理想情況下，如果其存在，這些是脂肪組織值。

在最小濾波之后，可以執(zhí)行常規(guī)外圍均衡，其現(xiàn)在可以導(dǎo)致更少的過沖，如能夠從在圖2中的圖片203中看到的。此外，針對在外圍區(qū)域中的更高衰減結(jié)構(gòu)(諸如腺組織)的強度值可以變得與在完全按壓區(qū)域中的對應(yīng)結(jié)構(gòu)更一致。

曲線圖204示出了沿著針對圖像201(參見繪圖205)、圖像202(參見繪圖206)和圖像203的交叉208的像素強度，其已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例被處理(參見繪圖207)。如能夠從曲線圖204中看到的，繪圖207反映比原始圖像(繪圖205)和圖像202(其已經(jīng)用常規(guī)外圍均衡處理，而沒有最小濾波)更恒定的像素值。

圖3示出了乳房102的原始圖像數(shù)據(jù)，其包括對象數(shù)據(jù)107和非對象數(shù)據(jù)108。在分離步驟中，圖像數(shù)據(jù)被分離成兩個數(shù)據(jù)集，一個包含對象數(shù)據(jù)，并且另一個包含非對象數(shù)據(jù)。然后在從對象數(shù)據(jù)生成的圖像中定義等值輪廓線104，等值輪廓線104具有距感興趣對象102的皮膚線106的恒定距離105。

根據(jù)本發(fā)明的方面，沿著乳房的等值輪廓線執(zhí)行最小濾波，所述等值輪廓線被定位于乳房的外圍區(qū)域(其中乳房是非恒定厚度的)中。方法基于沿著這些線的乳房的厚度應(yīng)當(dāng)近似相等的想法。此外，脂肪，低衰減組織能夠比高衰減腺組織更適合于背景估計，所以其是優(yōu)選的。最小濾波可以僅在選定的第一像素的局部近鄰區(qū)域中被執(zhí)行，因此在乳房背景中的變化不需要被考慮。如果最小濾波僅僅找到高衰減組織，那么濾波器輸出至少不比常規(guī)方法更差。

在譜斷層合成的情況下，該方法可以用以下的方式來改善：能夠從在測量期間采集的數(shù)據(jù)中導(dǎo)出已經(jīng)通過對應(yīng)X射線貫穿了多少腺體和脂肪組織的估計。對于準(zhǔn)確的厚度均衡，能夠有必要重建在體積中的每個部分處的脂肪組織量，這歸因于有限的斷層角度可能是不可能的。代替地，脂肪組織體積可以利用標(biāo)準(zhǔn)方法來近似重建，諸如移位加方法或迭代方法，并且這些值可以被用作針對厚度均衡的脂肪背景的近似估計。備選地，可以在3D中重建乳房的近似高度圖，例如，通過體素的不同交叉長度的平均，并且這些值可以被用作針對最小濾波的等值輪廓線估計。

此外，譜成像也可以有助于克服在2D乳房攝影中的厚度均衡問題。乳房高度圖可以如在WO2014097026A1中描述地被生成，并且然后被用于導(dǎo)出針對給定最小濾波方法的真實等值輪廓線。備選地，測量的乳房高度值可以被用于，根據(jù)在按壓板和給定射線的測量的乳房厚度之間的距離差異，通過添加均勻衰減，例如脂肪組織的衰減來執(zhí)行外圍均衡。換言之，具有在X射線射束中的空氣的交叉長度利用例如脂肪組織虛擬地填充，從而導(dǎo)致均勻圖像表現(xiàn)。

圖4示出了與多個像素交叉的等值輪廓線104。在沿著等值輪廓線104的對象數(shù)據(jù)的最小濾波期間，識別在等值輪廓線上的第一像素109，并且確定其強度值。另外，確定近鄰第二像素110的強度值，并且如果這些強度值中的一個低于第一像素109的強度值，由該(最小)強度值代替第一像素值，由此創(chuàng)建經(jīng)最小濾波的圖像。在該最小濾波步驟期間考慮的第一像素和近鄰像素全部位于等值輪廓線104上，并且被定位于虛擬盒子401中，即具有不超過距第一像素109的最大距離。

在該最小濾波步驟之后，移除盒子401，在(原始)對象數(shù)據(jù)中，一個像素還沿著等值輪廓線104，并且“新的”第一像素現(xiàn)在是像素111?，F(xiàn)在針對像素111執(zhí)行相同流程，這可以導(dǎo)致在經(jīng)最小濾波的圖像中由在盒子401內(nèi)部的近鄰像素中的一個的更低像素值(其已經(jīng)將一個像素移動到右邊)對像素111的值的代替。能夠針對等值輪廓線104上的每個像素執(zhí)行該方法，在其之后，確定第二等值輪廓線，其是更靠近或更遠(yuǎn)離皮膚線的一個像素。在感興趣對象的外圍區(qū)域中的所有像素已經(jīng)是最小濾波期間的“第一像素”之后，最小濾波可以停止。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的方法的流程圖。在步驟501中，圖像數(shù)據(jù)由檢查裝置來采集，并且在步驟502中被存儲在存儲單元中。根據(jù)初始圖像數(shù)據(jù)，在步驟503中，通過使用適當(dāng)?shù)姆指罘椒▓?zhí)行對象數(shù)據(jù)，即乳房和非對象數(shù)據(jù)的分割。根據(jù)對象數(shù)據(jù)，導(dǎo)出輪廓線，其具有到乳房皮膚線的相同距離和/或其沿著其中乳房具有恒定厚度的線延伸(步驟504)。在步驟505中，對象數(shù)據(jù)或圖像利用小低通濾波器來預(yù)模糊，以便除去噪聲峰，因為最小濾波易受負(fù)噪聲尖峰影響。

然后在步驟506中通過將每個圖像像素最小濾波來生成輸出圖像，這涉及在兩個方向上針對給定距離，例如15或20像素沿著相同等值輪廓線查找最小像素值。這導(dǎo)致具有沿著乳房的等值輪廓線的更少高強度像素和更多背景像素的圖像。然后能夠在步驟507中利用一個或多個外圍均衡方法處置圖像，以得到乳房厚度的估計，所述估計然后在步驟508中被用于最后校正。

經(jīng)最小濾波的圖像本身可能不適合作為厚度估計，因為其仍然能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)并入。在最小濾波器之后，仍然能夠采集針對平均水平的估計的低通濾波。

盡管在附圖和前面的描述中已經(jīng)詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這些圖示和描述應(yīng)被視為說明性或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。

通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求書，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐所要求保護的本發(fā)明時能夠理解和實現(xiàn)對所公開的實施例的其他變型。在權(quán)利要求書中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個”不排除多個。單個處理器或其他單元可以履行權(quán)利要求書中所記載的若干項目的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。計算機程序可以被存儲/分布在合適的介質(zhì)上，例如與其他硬件一起提供或作為其他硬件的部分提供的光學(xué)存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但計算機程序可也可以以其他形式來分布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或者其他有線或無線電信系統(tǒng)分布。權(quán)利要求書中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解讀為對范圍的限制。