專利名稱：顯示圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及包括3D計算機斷層掃描(CT)和2D平面χ射線成像的基于輻射的成像，并且更具體來說，涉及基于輻射的成像中的數(shù)字圖像處理方法。
背景技術(shù)：
按常規(guī)，由于圖像增強器(II)的幾何形狀為圓形，所以來自圖像增強器(II)的圖像為圓形。因此，由成像器所形成的圖像為圓形，并且通過機械旋轉(zhuǎn)耦合到圖像增強器的電荷耦合器件或者通過采用軟件方式數(shù)字旋轉(zhuǎn)圖像，來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。另一方面，正方形平板探測器(FPD)經(jīng)過數(shù)字旋轉(zhuǎn)時在顯示旋轉(zhuǎn)的圖像中造成問題。因為正方形的對角線具有長度V 2XL(L是正方形的邊)，所以為了顯示來自正方形平板探測器的圖像，要提供能夠適應(yīng)正方形的對角線的顯示尺寸。備選地，為了顯示整個圖像，需要縮小或修剪旋轉(zhuǎn)的圖像。但是，醫(yī)療行業(yè)中的規(guī)章約束修剪通過暴露于輻射來得到的圖像。這個缺點留給用戶兩個選項，即，或者在顯示之前縮小旋轉(zhuǎn)的圖像，或者將暴露限制到中心圓(通過應(yīng)用圓形遮擋物(mask))。使用這些方法的限制是縮小顯示的圖像引起圖像尺寸連同旋轉(zhuǎn)角的變化，從而導(dǎo)致得到的圖像質(zhì)量的降級。此外，應(yīng)用圓形遮擋物影響有效面積使用。平板探測器的有效面積使用隨圓形遮擋物而顯著降低(達21. 5% )。現(xiàn)有技術(shù)方法的一部分提出或者通過將平板探測器機械旋轉(zhuǎn)360°或者通過執(zhí)行數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)圖像旋轉(zhuǎn)。這類方法中的難題之一是執(zhí)行平板探測器的360°機械旋轉(zhuǎn)。此外，數(shù)字旋轉(zhuǎn)也對圖像質(zhì)量具有影響(修剪圖像的角落或者縮小圖像尺寸)，如上所述。使用用于圖像處理和顯示的這類方法，用戶被迫在圖像尺寸和視場之間進行選擇。因此，需要一種處理和顯示圖像的有效且改進的方法，它克服對正方形圖像的數(shù)字旋轉(zhuǎn)的缺點，并且其在提供增加的視場的同時還保持圖像尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本文處理上述缺陷、缺點和問題，通過閱讀和理解以下說明書將會理解。在一個實施例中，提供一種在成像系統(tǒng)中顯示圖像的方法。該方法包括下列步驟 從輻射探測器得到圖像、接收來自用戶的取向的選擇、基于取向的選擇機械旋轉(zhuǎn)輻射探測器、以及執(zhí)行對圖像的數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)，從而補充輻射探測器的機械旋轉(zhuǎn)，使得將圖像旋轉(zhuǎn)到用戶選擇的取向，并且顯示該圖像。本文描述可變范圍的系統(tǒng)和方法。除了本概述中所述的方面和優(yōu)點之外，通過參照附圖以及參照以下詳細描述，其它方面和優(yōu)點將會顯而易見。


圖1示出了描繪如一實施例中所述的顯示圖像的方法的流程圖；圖2示出了描繪如一實施例中所述的執(zhí)行數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)的方法的流程圖；圖3-4示出現(xiàn)有技術(shù)中所得到的圖像與通過使用圖1的方法所得到的圖像之間的比較；以及圖5-8示出通過使用圖1所述的方法對于多種取向選擇所得到的圖像序列。
具體實施例方式在以下詳細描述中，參照形成其部分的附圖，附圖中通過舉例說明的方式示出可實施的具體實施例。對這些實施例進行充分詳細描述，以便使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤嵤├?，并且要理解，可利用其它實施例，以及可進行邏輯、機械、電氣和其它變更，而沒有背離實施例的范圍。因此，以下詳細描述并不是要理解為限制性的。配置用于執(zhí)行χ射線熒光鏡成像的成像系統(tǒng)使用輻射源和輻射探測器。成像系統(tǒng)的C型臂配置通過對齊輻射源和輻射探測器組裝件，來允許投影系統(tǒng)的傾斜定位。它還圍繞定位在支承表面的對象來旋轉(zhuǎn)輻射源和輻射探測器，以便提供對象的多方向檢視。對象能夠是有生命對象或無生命對象。當(dāng)采用χ射線能量來照射對象時，到達對象的X射線的某個百分比由對象身體吸收，吸收量取決于X射線入射到其上的組織。因為X射線一般沿直線傳播，所以在遠離源的身體一側(cè)離開對象身體的X射線能量是對象身體中的吸收的空間表示，并且因此是相對組織和骨骼密度的空間表示。為了接收經(jīng)過對象身體的χ射線，輻射探測器包括設(shè)置在遠離χ射線源的對象一側(cè)的閃爍屏。閃爍屏是對X射線敏感的熒光材料，并且它在接收到X射線能量時再輻射可見光。從閃爍屏所發(fā)射的輻射的空間強度圖形與屏幕所接收的X射線輻射的空間強度圖形成比例。因此，閃爍屏通過可見光譜或者備選地通過紫外線或近紅外線來提供圖像，它在局部與到達閃爍屏的X射線圖像成比例。輻射探測器還包括圖像傳感器，例如電荷耦合器件(CXD)或CMOS傳感器。圖像傳感器接收來自閃爍屏的輻射。CCD圖像傳感器是光敏像素的陣列，它們將光子轉(zhuǎn)換成電子， 并且由此生成所接收光學(xué)圖像的離散電子表示。光纖屏幕將從閃爍屏所發(fā)射的可見光聚焦到CXD圖像傳感器的表面上。在終止χ射線曝光之后，CXD中的離散表示由電子控制器讀出。電子控制器從CXD 圖像傳感器逐個像素地讀取圖像表示，并且將其組織為數(shù)字陣列。表示空間位置和X射線強度的數(shù)字陣列則輸出給圖像存儲器或圖像緩沖器。從圖像緩沖器，圖像能夠由數(shù)據(jù)處理單元來訪問，用于執(zhí)行圖像處理技術(shù)。還提供陰極射線管(CRT)、LED (發(fā)光二極管)、LCD (液晶顯示器)或其它類型的電子圖像顯示器，以便允許圖像在由數(shù)據(jù)處理單元進行處理之前或之后被顯示。在一個實施例中，輻射探測器包括平板探測器。平板探測器具有優(yōu)于圖像增強器的多個優(yōu)點。優(yōu)點的一部分包括與其固有的高量子探測效率(DQE)相比的低劑量輻射，尺寸緊湊并且因而降低的重量，與圓形圖像增強器相比的增加的視場(FOV)，以及對引起圖像失真的外部磁場的抗擾性(immunity)。在一個實施例中，本發(fā)明描述一種使用圖像旋轉(zhuǎn)來顯示圖像而不影響圖像質(zhì)量的方法。通過平板探測器(以下稱作FPD)的機械旋轉(zhuǎn)和90度的倍數(shù)的數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)的組合來實現(xiàn)圖像旋轉(zhuǎn)。此外，簡化了平板探測器的機械旋轉(zhuǎn)，其中執(zhí)行的最大旋轉(zhuǎn)是在圍繞旋轉(zhuǎn)軸沿順時針方向和逆時針方向的45度的范圍之內(nèi)。平板探測器安裝成使得它能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。這種方法克服了與從正方形平板探測器所得到的圖像的數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)關(guān)聯(lián)的圖像質(zhì)量的損失(因旋轉(zhuǎn)和調(diào)整大小引起的內(nèi)插偽影)的問題，并且通過將平板探測器的旋轉(zhuǎn)限制到45度來極大地簡化機械復(fù)雜度。能夠通過旋轉(zhuǎn)平板探測器和以90度的倍數(shù)的數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)的適當(dāng)組合來實現(xiàn)任何度數(shù)(0-360)的圖像旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，如圖1所示，提供一種在成像系統(tǒng)中顯示圖像的方法100。方法 100包括下列步驟在步驟102，從輻射探測器得到圖像；在步驟104，接收來自用戶的取向的選擇；在步驟106，基于取向的選擇機械旋轉(zhuǎn)輻射探測器；在步驟108，執(zhí)行對圖像的數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)，從而補充輻射探測器的機械旋轉(zhuǎn)，使得將圖像旋轉(zhuǎn)到用戶選擇的取向；以及在步驟110顯示該圖像。在探測器為具有正方形形狀的平板探測器的一個實施例中，方法100包括沿順時針方向和逆時針方向的至少一個在大約O度至大約45度的范圍中機械旋轉(zhuǎn)輻射探測器。在探測器為具有矩形形狀的平板探測器的另一個實施例中，方法100包括沿順時針方向和逆時針方向的至少一個在大約O度至大約90度的范圍中機械旋轉(zhuǎn)輻射探測器。在一個實施例中，如圖2所示，執(zhí)行數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)的方法200包括按照90度的倍數(shù)來旋轉(zhuǎn)圖像的步驟。方法200包括下列步驟在步驟202，從圖像緩沖器讀取與圖像的圖像數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的一個或多個像素值；在步驟204，將像素值排列到矩陣中；在步驟206，通過得到基于矩陣的轉(zhuǎn)置的90度旋轉(zhuǎn)、180度旋轉(zhuǎn)和270度旋轉(zhuǎn)之一旋轉(zhuǎn)像素；以及在步驟208， 將旋轉(zhuǎn)的像素傳遞給圖像存儲器。此外，在步驟102得到圖像的方法包括下列步驟提供輻射源，使得由該源所發(fā)射的輻射通過對象透射到閃爍器上；提供多個圖像傳感器，各圖像傳感器具有從閃爍器探測響應(yīng)來自輻射源的輻射而發(fā)射的光線的像素元件的二維陣列；將對象定位在支承臺上；將輻射通過對象的ROI定向到閃爍器上，閃爍器發(fā)射圖像傳感器探測到的光線的空間強度圖形，該空間強度圖形采用光學(xué)系統(tǒng)耦合到圖像傳感器；組裝(bin)來自圖像傳感器的分離的像素元件的電荷供采用電子控制器讀出；以及從所組裝的表示來形成ROI的圖像。圖3(a)示出通過將圓形遮擋物施加到從平板探測器獲得的圖像而得到的圖像， 以及圖3(b)示出通過使用方法100所得到的圖像。圖4(a)示出在未經(jīng)修剪的情況下數(shù)字旋轉(zhuǎn)45度的圖像。這清楚地示出圖像尺寸的減小以便適應(yīng)旋轉(zhuǎn)的圖像以及有效顯示面積的50 %降低。圖4(b)示出使用方法200的、45度旋轉(zhuǎn)后得到的圖像。這證明視場的增加、顯示面積的有效利用以及固定圖像尺寸。在圖5(a)、圖6(a)、圖7(a)和圖8(a)的每個中，平板探測器的物理旋轉(zhuǎn)以虛線來描繪，圖5 (b)、圖6 (b)、圖7 (b)和圖8 (b)示出90度的倍數(shù)的數(shù)字旋轉(zhuǎn)，以及圖5 (c)、圖 6(c)、圖7(c)和圖8(c)所示的圖像是所顯示或所得的圖像。取決于在每種情況下由用戶所選擇的平板探測器的機械旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)記錄這個角度，并且選擇數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)的匹配角度。這采用結(jié)合圖5-8所解釋的一系列示例來示出。
在一個示范實施例中，接收的取向的選擇為順時針方向的60度。這通過下列步驟來實現(xiàn)將平板探測器逆時針方向旋轉(zhuǎn)30度，隨后把來自平板探測器的圖像順時針方向數(shù)字旋轉(zhuǎn)90度。結(jié)果圖像具有60度(-30° +90° =60° )的取向。在另一個示范實施例中，接收的取向的選擇為順時針方向的30度。這通過下列步驟來實現(xiàn)將平板探測器順時針方向旋轉(zhuǎn)30度，隨后把來自平板探測器的圖像順時針方向數(shù)字旋轉(zhuǎn)0度。結(jié)果圖像具有30度(30° +0° =30° )的取向。在又一個示范實施例中，接收的取向的選擇為順時針方向的200度。這通過下列步驟來實現(xiàn)將平板探測器順時針方向旋轉(zhuǎn)20度，隨后把來自平板探測器的圖像順時針方向數(shù)字旋轉(zhuǎn)180度。結(jié)果圖像具有200度+180° = 200° )的取向。在又一個示范實施例中，接收的取向的選擇為逆時針方向的135度。這通過下列步驟來實現(xiàn)將平板探測器逆時針方向旋轉(zhuǎn)45度，隨后把來自平板探測器的圖像逆時針方向數(shù)字旋轉(zhuǎn)90度。結(jié)果圖像具有135度(-45° -90° =-135° )的取向。在一個實施例中，硬件和軟件方式用于對大于視場的對象的一部分進行成像。較大視場通過平板探測器的機械旋轉(zhuǎn)來得到。源和探測器有利地保持在給定位置，同時對必要的角度范圍執(zhí)行平板探測器的機械旋轉(zhuǎn)。平板探測器的平移運動能夠由計算機化電動機控制系統(tǒng)來控制。本文所述的方法使用平板探測器的機械旋轉(zhuǎn)和圖像的數(shù)字旋轉(zhuǎn)的組合，這幫助保持圖像質(zhì)量。該方法的其它優(yōu)點包括顯示器和監(jiān)視器面積的完全利用，增加的視場(FOV)，靜態(tài)顯示圖像輪廓，與其它數(shù)字旋轉(zhuǎn)方法相比消除了對復(fù)雜算法或計算的需要，提高圖像質(zhì)量， 實現(xiàn)實時成像，沒有因旋轉(zhuǎn)之后的內(nèi)插引起的圖像數(shù)據(jù)的損失，沒有涉及圖像的調(diào)整大小并且因此沒有縮放因子的變化，能夠通過平板探測器在正方形FPD中在0至45度之內(nèi)和在矩形FPD中在0至90度之內(nèi)沿順時針方向或逆時針方向之一的物理旋轉(zhuǎn)來獲得完全旋轉(zhuǎn)， 以及平板探測器旋轉(zhuǎn)的簡化機械復(fù)雜度。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，雖然本文所示和所述的具體實施例一般涉及χ射線成像應(yīng)用，但是還會理解，本發(fā)明的原理還可擴展到其它醫(yī)療和非醫(yī)療成像應(yīng)用，包括醫(yī)療成像系統(tǒng)、電影成像、透視成像、在單個成像系統(tǒng)中使用多個輻射源和輻射探測器的流水線成像、工業(yè)檢驗系統(tǒng)和安全掃描儀。本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明，以及還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實踐本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求確定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果此類其它示例具有與權(quán)利要求字面語言無不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求字面語言無實質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們規(guī)定為在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在成像系統(tǒng)中顯示圖像的方法，所述方法包括 從輻射探測器得到圖像；接收來自用戶的取向的選擇；基于取向的所述選擇來機械旋轉(zhuǎn)所述輻射探測器；以及執(zhí)行對所述圖像的數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)，從而補充所述輻射探測器的所述機械旋轉(zhuǎn)，使得所述圖像旋轉(zhuǎn)到用戶選擇的所述取向；以及顯示所述圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，包括以順時針方向和逆時針方向的至少一個、在大約0度至大約45度的范圍中機械旋轉(zhuǎn)所述輻射探測器。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述探測器是具有正方形形狀的平板探測器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，包括以順時針方向和逆時針方向的至少一個、在大約0度至大約90度的范圍中機械旋轉(zhuǎn)所述輻射探測器。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述探測器是具有矩形形狀的平板探測器。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行所述數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)包括按照90度的倍數(shù)來旋轉(zhuǎn)所述圖像。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，包括下列步驟從圖像緩沖器讀取與所述圖像的圖像數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的一個或多個像素值； 將所述像素值排列到矩陣中；通過得到基于所述矩陣的轉(zhuǎn)置的90度旋轉(zhuǎn)、180度旋轉(zhuǎn)和270度旋轉(zhuǎn)之一來旋轉(zhuǎn)所述像素；以及將所旋轉(zhuǎn)的像素傳遞給圖像存儲器。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，得到所述圖像包括下列步驟 提供輻射源，使得由所述源發(fā)射的輻射通過對象透射到閃爍器上；提供多個圖像傳感器，各圖像傳感器具有從所述閃爍器探測響應(yīng)來自所述輻射源的輻射而發(fā)射的光線的像素元件的二維陣列； 將所述對象定位在支承表面上；將所述輻射通過所述對象的ROI定向到所述閃爍器上，所述閃爍器發(fā)射由所述圖像傳感器來探測的光線的空間強度圖形，所述空間強度圖形采用光學(xué)系統(tǒng)耦合到所述圖像傳感器；組裝來自所述圖像傳感器的分離的像素元件的電荷供采用電子控制器讀出；以及從所組裝的表示來形成所述ROI的圖像。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述圖像傳感器包括MOS電容器的二維陣列和包括多個像素間通道的電荷耦合器件(CCD)的其中之一。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)感測系統(tǒng)是所述閃爍器與所述圖像傳感器之間的光纖耦合器。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“顯示圖像的方法”。在一個實施例中，提供一種在成像系統(tǒng)中顯示圖像的方法。該方法包括下列步驟從輻射探測器得到圖像、接收來自用戶的取向的選擇、基于取向的選擇機械旋轉(zhuǎn)輻射探測器、以及執(zhí)行對圖像的數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)，從而補充輻射探測器的機械旋轉(zhuǎn)，使得將圖像旋轉(zhuǎn)到用戶選擇的取向，并且顯示該圖像。
文檔編號A61B6/02GK102551782SQ20111046205
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者A·K·尼蒂曼尼卡姆, G·K·M·拉赫納桑 申請人:通用電氣公司