一种使用v型窗进行ct图像显示的方法

王怀志

2003年5月7日

2002年9月5日

2002年9月5日

沈阳东软数字医疗系统股份有限公司

A61B6/03GK1415273SQ02132868

ct 图像 显示 使用 进行

1.一种使用V型窗进行CT图像显示的方法，其特征在于图像的CT值到显示设备灰度值的映射关系为非线性2.根据权利要求1所述的使用V型窗进行CT图像显示的方法，其特征在于所说的图像的CT值到显示设备灰度值的映射关系为非线性是指其函数关系为非单调函数，其函数由单调减到单调增3.根据权利要求1所述的使用V型窗进行CT图像显示的方法，其特征在于V型窗的图像的CT值到显示设备灰度值的映射关系为

本发明属于医学图像显示方法，特别涉及一种使用V型窗进行CT图像显示的方法CT图像通常以灰度方式进行显示，而计算机表达灰度只有8位的数据宽度，即仅能表达256级灰度，事实上，人眼所能分辨出的灰度层次更少，只有几十级左右因此，如何用较少的灰度层次来观察具有较大的CT范围的CT图像，便成了CT图像显示中首先遇到的一个问题目前，对于CT图像一般采用窗技术进行显示窗技术是CT检查中用以观察不同密度的正常组织或病变的一种显示技术，包括窗宽(window width)和窗位(window level)由于各种组织结构或病变具有不同的CT值，因此欲显示某一组织结构细节时，应选择适合观察该组织或病变的窗宽和窗位，以获得最佳显示窗宽窗位定义了图像显示的CT值范围，是一种观察细节而放弃整体的做法窗宽和窗位确定了所观察的CT值范围 其中ct为CT值，gray(ct)为图像显示灰度值，l＝wl-ww/2h＝wl+ww/2公式(1)为普通型窗灰度值与CT值的变换关系函数，其中ww表示窗宽(window width)，wl表示窗位(window level)窗宽是CT图像上显示的CT值范围，在此CT值范围内的组织和病变均以不同的模拟灰度显示而T值高于此范围的组织和病变，无论高出程度有多少，均以白影显示，不再有灰度差异；反之，低于此范围的组织结构，不论低的程度有多少，均以黑影显示，也无灰度差别增大窗宽，则图像所示CT值范围加大，显示具有不同密度的组织结构增多，但各结构之间的灰度差别减少减小窗宽，则显示的组织结构减少，然而各结构之间的灰度差别增加如观察脑质的窗宽常为-15～+85H范围内的各种结构如脑质和脑脊液间隙均以不同灰度显示而高于+85H的组织结构如骨质及颅内钙化，其间虽有密度差，但均以白影显示，其间也无灰度差别窗位是窗的中心位置，同样的窗宽，由于窗位不同，其所包括CT值范围的CT值也有差异例如窗宽同为100H，当窗位为OH时，其CT值范围为-50～+50H；如窗位为+35H时，则CT值范围为-15～+85H通常，欲观察某以组织结构及发生的病变，应以该组织的CT值为窗位例如脑质CT值约为+35H，则观察脑组织及其病变时，选择窗位以+35H为妥由上可见，同一CT扫描层面，由于选择不同的窗宽和窗位可获得各种观察不同组织结构的灰阶图像同时，也由于不同的组织存在密度差异，使得使用同一个窗宽窗位来观察图像时往往不尽如人意，可以较好的显示一个组织，而很难兼顾另一个组织，特别在肺部图像显示时，肺窗和纵隔窗很难同时显示，往往需要两幅图像来显示为解决这种情况，目前也有一种双窗显示技术，使用两个窗宽窗位来显示一幅图像，使用双窗宽窗位时，需要定义一个阈值，CT值高于这个阈值使用一个窗宽窗位，低于这个阈值使用另一个窗宽窗位，CT值与灰度值的映射关系如图5所示双窗模式下，映射函数被双窗阈值分为两部分当CT值低于双窗阈值时 当CT值高于双窗阈值时 公式(2)、(3)为双窗灰度值与CT值的变换公式其中，ww1，wl1为窗宽1和窗位1，ww2，wl2为窗宽2和窗位2，式中l1＝wl1-ww1/2h1＝wl1+ww1/2l2＝wl2-ww2/2h2＝wl2+ww2/2使用双窗显示可在一幅图像上同时观察密度差异很大的组织，但同时也存在一个弊端，就是由于在双窗阈值附近出现灰度值的不连续变化，较大的灰度反差，造成在CT值在阈值附近的组织显示变化很大，出现明显的边缘伪影双窗显示图像如图6所示使用V型窗，窗内图像灰度值与CT值不再是一个单调递增(或递减)的函数而是一个先递减之后又递增的函数不同于普通窗，CT值低于窗宽窗位范围的组织结构，不论低的程度有多少，均以白影显示CT值高于窗宽窗位范围的组织结构，不论高的程度有多少，同样以白影显示而在窗宽窗位范围之间的组织结构，先由白到黑显示，再由黑到白显示 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为图像显示中的非线性校正系数经过如上的改进，即使两个组织的CT值相距很远，也可以很好的同时显示在一幅图像上，而且当gamma＝1，h1＝12时，公式便退化为基本的V型窗CT值与灰度值的映射关系如图8所示 公式(5)为基本V型窗灰度值与CT值的变换公式采用基本V型窗方法对图像进行显示由于人眼对亮的物体更敏感，将窗宽窗位区间内低端部分以反白显示，有助于提高亮度及增加组织密度显示对比，由于区间内灰度连续变化，故图像柔和，不存在双窗中的阈值边缘伪影本发明是通过改变CT值到灰度值的映射 及利用了人眼对亮的信息比暗的信息敏感等特性，从而改善了图像的显示效果，使得在一幅图中可以同时显示更多的信息，特别是在肺部CT图像的显示中，可同时清楚地显示肺窗和纵隔窗而在以前，则需要两幅图来显示肺部图像本发明有助于人眼对于CT图像(特别是肺部CT图像)的观察、诊断本发明适用于螺旋CT、常规CT图像的显示，特别是对肺部图像的显示和观察，也适用于CR、DR、X-Ray胸片图像的显示