專利名稱：一種使用v型窗進行ct圖像顯示的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)學圖像顯示方法，特別涉及一種使用V型窗進行CT圖像顯示的方法。
CT圖像通常以灰度方式進行顯示，而計算機表達灰度只有8位的數(shù)據(jù)寬度，即僅能表達256級灰度，事實上，人眼所能分辨出的灰度層次更少，只有幾十級左右。因此，如何用較少的灰度層次來觀察具有較大的CT范圍的CT圖像，便成了CT圖像顯示中首先遇到的一個問題。
目前，對于CT圖像一般采用窗技術進行顯示。窗技術是CT檢查中用以觀察不同密度的正常組織或病變的一種顯示技術，包括窗寬(window width)和窗位(window level)。由于各種組織結構或病變具有不同的CT值，因此欲顯示某一組織結構細節(jié)時，應選擇適合觀察該組織或病變的窗寬和窗位，以獲得最佳顯示。
窗寬窗位定義了圖像顯示的CT值范圍，是一種觀察細節(jié)而放棄整體的做法。窗寬和窗位確定了所觀察的CT值范圍。 其中ct為CT值，gray(ct)為圖像顯示灰度值，l＝wl-ww/2h＝wl+ww/2公式(1)為普通型窗灰度值與CT值的變換關系函數(shù)，其中ww表示窗寬(window width)，wl表示窗位(window level)。
窗寬是CT圖像上顯示的CT值范圍，在此CT值范圍內(nèi)的組織和病變均以不同的模擬灰度顯示。而T值高于此范圍的組織和病變，無論高出程度有多少，均以白影顯示，不再有灰度差異；反之，低于此范圍的組織結構，不論低的程度有多少，均以黑影顯示，也無灰度差別。增大窗寬，則圖像所示CT值范圍加大，顯示具有不同密度的組織結構增多，但各結構之間的灰度差別減少。減小窗寬，則顯示的組織結構減少，然而各結構之間的灰度差別增加。如觀察腦質(zhì)的窗寬常為-15～+85H范圍內(nèi)的各種結構如腦質(zhì)和腦脊液間隙均以不同灰度顯示。而高于+85H的組織結構如骨質(zhì)及顱內(nèi)鈣化，其間雖有密度差，但均以白影顯示，其間也無灰度差別。
窗位是窗的中心位置，同樣的窗寬，由于窗位不同，其所包括CT值范圍的CT值也有差異。例如窗寬同為100H，當窗位為OH時，其CT值范圍為-50～+50H；如窗位為+35H時，則CT值范圍為-15～+85H。通常，欲觀察某以組織結構及發(fā)生的病變，應以該組織的CT值為窗位。例如腦質(zhì)CT值約為+35H，則觀察腦組織及其病變時，選擇窗位以+35H為妥。
由上可見，同一CT掃描層面，由于選擇不同的窗寬和窗位可獲得各種觀察不同組織結構的灰階圖像。同時，也由于不同的組織存在密度差異，使得使用同一個窗寬窗位來觀察圖像時往往不盡如人意，可以較好的顯示一個組織，而很難兼顧另一個組織，特別在肺部圖像顯示時，肺窗和縱隔窗很難同時顯示，往往需要兩幅圖像來顯示。
為解決這種情況，目前也有一種雙窗顯示技術，使用兩個窗寬窗位來顯示一幅圖像，使用雙窗寬窗位時，需要定義一個閾值，CT值高于這個閾值使用一個窗寬窗位，低于這個閾值使用另一個窗寬窗位，CT值與灰度值的映射關系如圖5所示。
雙窗模式下，映射函數(shù)被雙窗閾值分為兩部分。
當CT值低于雙窗閾值時 當CT值高于雙窗閾值時
公式(2)、(3)為雙窗灰度值與CT值的變換公式。其中，ww1，wl1為窗寬1和窗位1，ww2，wl2為窗寬2和窗位2，式中l(wèi)1＝wl1-ww1/2h1＝wl1+ww1/2l2＝wl2-ww2/2h2＝wl2+ww2/2使用雙窗顯示可在一幅圖像上同時觀察密度差異很大的組織，但同時也存在一個弊端，就是由于在雙窗閾值附近出現(xiàn)灰度值的不連續(xù)變化，較大的灰度反差，造成在CT值在閾值附近的組織顯示變化很大，出現(xiàn)明顯的邊緣偽影。雙窗顯示圖像如圖6所示。
使用V型窗，窗內(nèi)圖像灰度值與CT值不再是一個單調(diào)遞增(或遞減)的函數(shù)。而是一個先遞減之后又遞增的函數(shù)。不同于普通窗，CT值低于窗寬窗位范圍的組織結構，不論低的程度有多少，均以白影顯示。CT值高于窗寬窗位范圍的組織結構，不論高的程度有多少，同樣以白影顯示。而在窗寬窗位范圍之間的組織結構，先由白到黑顯示，再由黑到白顯示。 公式(4)中f1(ct,l,h,gamma)=255-(ct-l/h-l)1gamma]]>f2(ct,l,h,gamma)=(ct-l/h-l)1gamma]]>其中gamma為圖像顯示中的非線性校正系數(shù)。
經(jīng)過如上的改進，即使兩個組織的CT值相距很遠，也可以很好的同時顯示在一幅圖像上，而且當gamma＝1，h1＝12時，公式便退化為基本的V型窗。CT值與灰度值的映射關系如圖8所示。 公式(5)為基本V型窗灰度值與CT值的變換公式。
采用基本V型窗方法對圖像進行顯示。由于人眼對亮的物體更敏感，將窗寬窗位區(qū)間內(nèi)低端部分以反白顯示，有助于提高亮度及增加組織密度顯示對比，由于區(qū)間內(nèi)灰度連續(xù)變化，故圖像柔和，不存在雙窗中的閾值邊緣偽影。
本發(fā)明是通過改變CT值到灰度值的映射 及利用了人眼對亮的信息比暗的信息敏感等特性，從而改善了圖像的顯示效果，使得在一幅圖中可以同時顯示更多的信息，特別是在肺部CT圖像的顯示中，可同時清楚地顯示肺窗和縱隔窗。而在以前，則需要兩幅圖來顯示肺部圖像。本發(fā)明有助于人眼對于CT圖像(特別是肺部CT圖像)的觀察、診斷。本發(fā)明適用于螺旋CT、常規(guī)CT圖像的顯示，特別是對肺部圖像的顯示和觀察，也適用于CR、DR、X-Ray胸片圖像的顯示。
權利要求
1.一種使用V型窗進行CT圖像顯示的方法，其特征在于圖像的CT值到顯示設備灰度值的映射關系為非線性。
2.根據(jù)權利要求1所述的使用V型窗進行CT圖像顯示的方法，其特征在于所說的圖像的CT值到顯示設備灰度值的映射關系為非線性是指其函數(shù)關系為非單調(diào)函數(shù)，其函數(shù)由單調(diào)減到單調(diào)增。
3.根據(jù)權利要求1所述的使用V型窗進行CT圖像顯示的方法，其特征在于V型窗的圖像的CT值到顯示設備灰度值的映射關系為
全文摘要
一種使用V型窗進行CT圖像顯示的方法，屬于醫(yī)學圖像的顯示方法，圖像的CT值到顯示設備的灰度值的映射關系為非線性，本發(fā)明改善了CT圖像的顯示效果，使得在一幅圖中可以同時顯示更多的信息，有助于人眼對于CT圖像的觀察、診斷，本發(fā)明適用于螺旋CT、常規(guī)CT圖像的顯示，也適用于CR、DR、X－Pay胸片圖像的顯示。
文檔編號A61B6/03GK1415273SQ02132868
公開日2003年5月7日 申請日期2002年9月5日 優(yōu)先權日2002年9月5日
發(fā)明者王懷志 申請人:沈陽東軟數(shù)字醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司