CN117279572A - 用于处理和可视化医学成像设备中的管电流调制的***和方法 - Google Patents

Abstract

当对患者执行成像扫描时，在执行扫描时调制X射线管电流。可以记录和访问X射线管电流值和调制。可以处理所访问的值以生成用于识别患者和诊断设备问题的叠加和显示。

Description

用于处理和可视化医学成像设备中的管电流调制的***和 方法

技术领域

以下涉及医学诊断成像领域，并且更具体地涉及对X射线管电流值的处理和可视化。

背景技术

计算机断层摄影(CT)扫描通常作为医学检查的一部分对患者进行执行。典型的CT扫描包括从患者周围的不同角度拍摄多幅X射线图像。X射线图像被组合和处理以生成被扫描患者的横截面数据。实际上，根据多幅X射线图像生成合成图像。

然而，除了X射线图像数据之外，还可以通过产生CT扫描来获得另外的信息，并且该另外的信息在处置患者时可以是有用的。此外，可以以避免在医学从业者的工作流程中引入分歧或低效率的直观且容易理解的方式呈现另外的信息。

发明内容

在一个示例中，一种用于将管电流调制可视化的计算机实施的方法包括：访问针对所述患者扫描的部分的一个或多个X射线管电流值，所述一个或多个X射线管电流值对应于被用于执行所述患者扫描的所述部分的X射线管；将所访问的一个或多个X射线管电流值映射到与所述患者扫描相关联的定位扫描的区；并且将变换函数应用于所述定位扫描的所述区以产生经变换的定位扫描，所述变换函数基于所访问的管电流值，其中，当被显示给用户时，所述定位扫描的所述区与所述定位扫描的相邻的其他区形成对比。

在所述计算机实施的方法的一些示例中，所述变换函数包括所述定位扫描的像素到对应于所访问的一个或多个X射线管电流值的新颜色的像素颜色转换。

在所述计算机实施的方法的一些示例中，所述变换函数包括用于调制所述新颜色的不透明度的饱和度变换函数。

在所述计算机实施的方法的一些示例中，对所访问的管电流值进行归一化。

在所述计算机实施的方法的一些示例中，所述一个或多个X射线管电流值位于医学数字成像和通信(DICOM)标头文件的元数据字段中。

在所述计算机实施的方法的一些示例中，所述方法还包括：基于患者信息或所扫描的解剖结构中的一项或多项来访问与所述患者扫描有关的多个其他患者扫描，所述多个其他患者扫描包括其他X射线管电流值；识别对应于所述一个或多个X射线管电流值的其他X射线管电流值，对应关系基于以下解剖区：针对所述解剖区生成所述其他X射线管电流值和所述一个或多个X射线管电流值；并且向所述用户显示所识别的其他X射线管电流值。

在所述计算机实施的方法的一些示例中，所述方法还包括：基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值中的一项或多项来生成一个或多个管电流指纹，每个指纹包括顺序着色线段，每个段对应于解剖区域，并且每种颜色基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值；并且以堆叠形式向所述用户显示所述一个或多个管电流指纹，根据相应的顺序着色线段将所述指纹中的每个指纹共同对准。

在所述计算机实施的方法的一些示例中，所述方法还包括：基于所识别的其他X射线管电流值来确定针对所述解剖区中的一个解剖区的平均X射线管电流值；将所述变换函数应用于所确定的平均X射线管电流值以产生变换值；并且与所述解剖区中的所述一个解剖区和所述定位扫描的显示区相关联地向所述用户显示所述变换值。

在一个示例中，一种用于将患者扫描中的管电流调制可视化的***包括：医学诊断成像设备；显示器，其通信地耦合到所述诊断成像设备；以及计算设备，其被配置为：访问针对所述患者扫描的部分的一个或多个X射线管电流值，所述一个或多个X射线管电流值对应于被用于执行所述患者扫描的所述部分的所述医学诊断成像设备的X射线管；将所访问的一个或多个X射线管电流值映射到与所述患者扫描相关联的定位扫描的区；将变换函数应用于所述定位扫描的所述区以产生经变换的定位扫描，所述变换函数基于所访问的管电流值；并且在所述显示器上显示所述经变换的定位扫描，其中，当被显示给用户时，所述定位扫描的所述区与所述定位扫描的相邻的其他区形成对比。

在所述***的一些示例中，所述变换函数包括所述定位扫描的像素到对应于所访问的一个或多个X射线管电流值的新颜色的像素颜色转换。

在所述***的一些示例中，所述变换函数包括用于调制所述新颜色的不透明度的饱和度变换函数。

在所述***的一些示例中，所述计算设备还被配置为对所访问的管电流值进行归一化。

在所述***的一些示例中，所述一个或多个X射线管电流值位于医学数字成像和通信(DICOM)标头文件的元数据字段中。

在所述***的一些示例中，所述计算设备还被配置为：基于患者信息或所扫描的解剖结构中的一项或多项来访问与所述患者扫描有关的多个其他患者扫描，所述多个其他患者扫描包括其他X射线管电流值；识别对应于所述一个或多个X射线管电流值的其他X射线管电流值，对应关系基于以下解剖区：针对所述解剖区生成所述其他X射线管电流值和所述一个或多个X射线管电流值；并且向所述用户显示所识别的其他X射线管电流值。

在所述***的一些示例中，所述计算设备还被配置为：基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值中的一项或多项来生成一个或多个管电流指纹，每个指纹包括顺序着色线段，每个段对应于解剖区域，并且每种颜色基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值；并且以堆叠形式向所述用户显示所述一个或多个管电流指纹，根据相应的顺序着色线段将所述指纹中的每个指纹共同对准。

在所述***的一些示例中，所述计算设备还被配置为：基于所识别的其他X射线管电流值来确定针对所述解剖区中的一个解剖区的平均X射线管电流值；将所述变换函数应用于所确定的平均X射线管电流值以产生变换值；并且与所述解剖区中的所述一个解剖区和所述定位扫描的显示区相关联地向所述用户显示所述变换值。

在一个示例中，一种非瞬态计算机可读介质存储指令，所述指令当由一个或多个处理器运行时使所述一个或多个处理器：访问针对患者扫描的部分的一个或多个X射线管电流值，所述一个或多个X射线管电流值对应于被用于执行所述患者扫描的所述部分的X射线管并且位于医学数字成像和通信(DICOM)标头文件的元数据字段中；将所访问的一个或多个X射线管电流值映射到与所述患者扫描相关联的定位扫描的区；并且将变换函数应用于所述定位扫描的所述区以产生经变换的定位扫描，所述变换函数基于所访问的管电流值，所述变换函数包括：所述定位扫描的像素到对应于所访问的一个或多个X射线管电流值的新颜色的像素颜色转换；以及用于调制所述新颜色的不透明度的饱和度变换函数，其中，当被显示给用户时，所述定位扫描的所述区与所述定位扫描的相邻的其他区形成对比。

在所述非瞬态计算机可读介质的一些示例中，所述指令还使所述一个或多个处理器：基于患者信息或所扫描的解剖结构中的一项或多项来访问与所述患者扫描有关的多个其他患者扫描，所述多个其他患者扫描包括其他X射线管电流值；识别对应于所述一个或多个X射线管电流值的其他X射线管电流值，对应关系基于以下解剖区：针对所述解剖区生成所述其他X射线管电流值和所述一个或多个X射线管电流值；并且向所述用户显示所识别的其他X射线管电流值。

在所述非瞬态计算机可读介质的一些示例中，所述指令还使所述一个或多个处理器：基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值中的一项或多项来生成一个或多个管电流指纹，每个指纹包括顺序着色线段，每个段对应于解剖区域，并且每种颜色基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值；并且以堆叠形式向所述用户显示所述一个或多个管电流指纹，根据相应的顺序着色线段将所述指纹中的每个指纹共同对准。

在所述非瞬态计算机可读介质的一些示例中，所述指令还使所述一个或多个处理器：基于所识别的其他X射线管电流值来确定针对所述解剖区中的一个解剖区的平均X射线管电流值；将所述变换函数应用于所确定的平均X射线管电流值以产生变换值；并且与所述解剖区中的所述一个解剖区和所述定位扫描的显示区相关联地向所述用户显示所述变换值。

附图说明

图1是描绘根据本主题技术的一些实施例的计算机***的示例的***图；

图2A是描绘根据本主题技术的一些实施例的管电流调制叠加***的示例的***图；

图2B是描绘根据本主题技术的一些实施例的用于生成管电流调制视图的方法的示例的流程图；

图2C是描绘根据本主题技术的一些实施例的管电流值统计引擎的示例的***图；

图2D是描绘根据本主题技术的一些实施例的用于生成背景管电流调制视图的方法的示例的流程图；

图3A是根据本主题技术的一些实施例的管电流调制叠加的示例视图；

图3B是根据本主题技术的一些实施例的管电流调制叠加的示例视图；

图4是根据本主题技术的一些实施例的包括解剖结构识别的管电流调制叠加的示例视图；

图5A是根据本主题技术的一些实施例的堆叠管电流调制显示的示例视图；

图5B是根据本主题技术的一些实施例的比较管电流调制显示的示例视图。

具体实施方式

通过彼此接近或同时拍摄多幅X射线图像来生成CT扫描。然后使用X射线图像来经由计算机算法生成断层摄影数据，以产生被扫描患者的部分的合成图像。在许多示例中，产生X射线图像的X射线被设置在与患者成多个不同的角度处。然而，X射线管通常用于生成X射线和X射线图像。

标准X射线管将电能转换成X射线(例如，经由阳极等)。电能以电流的形式提供给管，并且所产生的X射线与馈送到射线管的电流成比例。相反，管电流与所生成的X射线光子的数量(也称为光子通量)成比例。然而，尽管信噪比(SNR)随着更高的光子通量而增加，但是相关性不是严格成比例的。

在许多X射线扫描器中，可以调制电流或管电流，以便调节所产生的X射线。常常地，修改管电流以便贯穿扫描过程保持一致的信噪比SNR。特别地，当不同体积的致密组织(例如，肌肉、脂肪、骨骼等)被照X射线时，不同的管电流能够导致不同的SNR。因此，可以响应于对身体的不同的器官、部分等照X射线而调制管电流。

在一些示例中，管电流调制是自动执行的(例如，响应于贯穿CT扫描过程实时监测SNR等)。例如，可以基于要由所得到的X射线穿透的组织的量和密度来调制管电流。对患者的肺部和腹部的扫描可以包括减小扫描的z部分，其中，其在肺部上行进；并且增加扫描的相同部分，其中，其在腹部区上行进。此外，针对CT扫描的每个横截面切片(例如，X射线图像)的所施加的管电流可以存储在对应的医学数字成像和通信(DICOM)文件中，该文件通常被产生并与每个横截面切片相关联。

一些CT扫描器供应商提供用于验证扫描器设置和功能的管电流数据。在一些示例中，所提供的管电流数据可以作为叠加在定位扫描图像上的图形显示给终端用户。然而，这样的表示遮挡了定位扫描图像的部分，并且可能使得难以在个体像素或像素组的水平处视觉地评估局部管电流值。此外，由于各种因素，例如具有不同吸收特性的器官的叠加，器官位置和范围的详细估计常常难以确定。实际上，可以确定的关于管电流调制的显示信息通常需要阅读者匹配和分解所显示的信息，以便理解解剖区域和所应用的调制的特性之间的关系，因此花费时间和焦点远离医学解读读数。公开了一种对确定管电流调制与相应的解剖区域之间的关系并且以使得用户能够保持聚焦于更相关的任务(诸如扫描的医学解读)的直观且有效的方式显示所述确定的技术问题的解决方案。

特别地，管电流可以被确定并转换为颜色代码。然后可以使用颜色代码来将灰度级定位扫描图像转换为对应于管电流值的彩色版本(例如，RGB)。因此，临床医师可以通过评估彩色定位扫描图像来快速确定贯穿扫描过程的近似管电流值和管电流值调制。减少了视觉混乱，并且避免了遮挡图形用户接口(GUI)元素遮盖定位扫描图像的特征的风险。

此外，管电流调制信息可以与特定的感兴趣解剖区域(例如但不限于肺部、腹部、骨盆等)相关联。在一些示例中，可以收集相关联的信息，并且可以计算每个感兴趣区域的导出值，例如但不限于平均、最小和/或最大管电流。可以在定位扫描和/或CT图像上使用本领域公知的图像分割算法和/或感兴趣区域回归技术来估计解剖区域的位置和范围。

在一些情况下，定位图像的轴向范围可以不同于重建3D CT图像(针对其，DICOM切片从扫描器导出)的轴向范围。因此，颜色叠加的范围可能与下层图像不完全一致。该差异可以是正的，其中，CT体积轴向范围小于定位图像的轴向范围，或该差异可以是负的，其中，定位图像轴向范围小于CT体积的轴向范围，并且因此叠加在轴向图像范围的每个端部(例如，顶部和/或底部)处可以是不同的。

为了考虑不匹配的轴向范围，管电流调制信息可以仅跨图像的竖直范围的一部分被叠加。此外，在一些示例中并且在没有施加限制的情况下，水平条(相对于轴向范围)可以与3D CT定位图像的轴向定位对准，并且显示具有管电流调制的表示的颜色条。

除了颜色编码带之外或代替于颜色编码带，可以使用收集和导出的管电流调制值来应用各种可视化和评价技术，以生成信息叠加。例如，可以将表格、曲线图和叠加图形元素添加到扫描的图像。

感兴趣解剖区域的管电流调制的统计性质(例如，最小值、最大值、均值、中值等)的定量表示可以作为表(例如，在扫描输出图像旁边等)显示给用户。该表可以包括与患者历史(纵向)或更大的患者群体(全局)有关的信息以用于与当前扫描进行比较，以例如但不限于识别漂移警告，其中，在当前患者值中检测到与纵向或全局值的显著差异。可以以箱线图的形式提供统计图，例如，以可视化每个感兴趣区域的管电流调制。诸如上述彩色叠加的额外的叠加可以与表和/或箱线图显示组合，以在一个显示中提供扫描的快速评估。在一些示例中，检查的集合可以包括上述可视化中的一个或多个，并且通过解剖结构对准以提供多个检查的容易可比较视图。

本主题技术的某些示例实施例的讨论如下。尽管公开了架构、***、方法和/或装置，但是本领域普通技术人员将理解这些是用于一般理解和清楚的示例。因此，所公开的实施例的变型(诸如更多或更少的步骤、备选架构和其他变型)仍然可以落入本公开的精神和范围内。

图1是可以实施本文讨论的各种***和方法的示例计算***100。计算机***100包括经由总线102通信的一个或多个计算部件。在一个实施方式中，计算***100包括一个或多个处理器114。处理器114可以包括高速缓存116的一个或多个内部水平和总线控制器或总线接口单元以引导与总线102的交互。处理器114可以具体地实施本文讨论的各种方法。主存储器108可以包括一个或多个存储卡和控制电路(未描绘)、或其他形式的可移动存储器，并且可以存储包括计算机可执行指令的各种软件应用，当在处理器114上运行时，该计算机可执行指令实施本文阐述的方法和***。诸如存储设备110和大容量存储设备112的其他形式的存储器还可以被包括并且可由(一个或多个)处理器114经由总线102访问。存储设备110和大容量存储设备112均可以包含本文讨论的方法和***中的任何或全部。

计算机***100还可以包括通信接口118，计算机***100可以通过该通信接口连接到网络并接收在执行本文阐述的方法和***以及将信息传输到其他设备中有用的数据。计算机***100还可以包括输入设备106，通过其输入信息。输入设备106可以是扫描器、键盘和/或其他输入设备，如对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。计算机***100还可以包括输出设备104，可以通过其输出信息。输出设备104可以是监测器、打印机、USB和/或其他输出设备或端口，如对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

图1中阐述的***仅是可以采用本公开的方面或根据本公开的方面配置的计算机***的一个可能的示例。将意识到，可以利用存储用于在计算***上实施当前公开的技术的计算机可执行指令的其他非瞬态有形计算机可读存储介质。

在本公开中，所公开的方法可以被实施为可由设备读取的指令集或软件。此外，应理解，所公开的方法中的步骤的特定顺序或层次是示例方法的实例。基于设计偏好，应理解，可以重新排列方法中的步骤的特定顺序或层次，同时保持在所公开的主题内。所附方法权利要求以样本顺序呈现各个步骤的元素，并且不一定意味着限于所呈现的特定顺序或层次。

所描述的公开内容可以被提供为可以包括其上存储有指令的计算机可读存储介质的计算机程序产品或软件，所述指令可以用于对计算机***(或其他电子设备)进行编程以执行根据本公开的过程。计算机可读存储介质包括用于以可由计算机读取的形式(例如，软件、处理应用)存储信息的任何机构。计算机可读存储介质可以包括但不限于光存储介质(例如，CD-ROM)、磁光存储介质、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)、闪存存储器或适用于存储电子指令的其他类型的介质。

图2A描绘了管电流调制叠加***200的示例。尽管管电流调制叠加***200被描绘为单一***，但是将意识到，这仅是为了解释的目的，并且管电流调制叠加***200可以被部署为单体架构、分解架构、云服务和各种其他部署结构，如对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

然而，管电流调制叠加***200包括用于与外部***交互的各种接口，包括扫描器数据接收器208、图像检索206和接口214。扫描器数据接收器208从医学诊断设备接收图像数据形式的扫描器信息作为个体图像文件或切片的图像文件堆叠。在一个示例中，医学诊断设备是CT扫描器，并且扫描器数据接收器208被配置为从CT扫描器接收DICOM文件形式的图像数据。在一些示例中，扫描器数据接收器208直接连接到相应的医学诊断设备。在一些示例中，扫描器数据接收器208可以拦截或以其他方式接收通过医院网络传输的DICOM文件。

扫描器数据接收器208向管电流监测器202提供管电流值。DICOM文件包括每个相应的文件标头的元数据中的管电流值，并且可以利用例如数据包解析器来提取。管电流监测器202接收并跟踪从扫描器数据接收器208提取的管电流值。管电流监测器202还接收包括在DICOM标头(诸如“切片位置”、“图像位置”、“图像取向”和/或“像素间距”)中的跟踪值。例如，切片位置可以包含被定义为图像平面的相对位置并被存储为“(0020，1401)”的值，图像位置可以包括患者标识符以及z轴、y轴和z轴坐标值(例如，使用作为左上角参考点传输的第一体素的中心)。图像取向可以包括第一行和第一列相对于患者的方向余弦，并且像素间距可以提供相邻像素之间的物理距离。通常，可以以毫米为单位定义特殊值。

扫描器数据接收器208可以使用如本领域已知的解析器来处理DICOM文件，以识别各种字段和对应的值。pydicom Python数据包是一个这样的示例，但是可以在处理DICOM文件时使用多个备选DICOM解析器。

在一些示例中，管电流监测器202可以将管电流值归一化到指定范围。归一化值然后可以由电流图像映射器210使用以变换对应的定位扫描颜色值来表示管电流。电流图像映射器210基于归一化的管电流值将颜色标度应用于对应的定位扫描。在一些示例中，颜色标度由用户通过接口214设置，并且可以根据用户偏好、临床背景、患者历史等进行定制。尽管可以使用任何颜色标度，但是仅出于解释的目的，在本公开中提供了范围从蓝色到红色的标度。其他颜色标度可以包括从绿色到红色、绿色到黄色、黄色到红色等的范围。

图像数据预处理器204可以从扫描器数据接收器204和/或图像检索206接收图像数据文件。图像检索206可以包括用于影像归档和通信***(PACS)的集成。可以从图像检索206检索患者的图像，诸如定位扫描，以由图像数据预处理器204准备。在一些示例中，图像数据预处理器204可以添加元数据或修改检索到的定位扫描的图像文件，以使得电流图像映射器210能够应用颜色变换。

在一些示例中，可以由图像数据预处理器204通过从DICOM标头元数据中提取或对图像或元数据进行计算导出中的一个或两个来生成额外的或备选的值。例如，“曝光”、“剂量节省”和/或“CTDI_vol”可以从DICOM标头元数据中提取，并提供给电流图像映射器210以用于将值与定位扫描相关。曝光是以毫安(mA)为单位的管电流的产物，并且对应的曝光时间以秒为单位来提供。剂量节省是与利用最大管电流采集的扫描相比由于对应的所施加的管电流调制而节省的剂量的百分比。CTDI_vol是体积剂量指数，其是CT扫描器的辐射剂量输出的标准化量度。同样地，图像数据预处理器204可以使用例如但不限于图像处理算法和/或经训练的分类器根据DICOM文件的图像内容计算诸如“水当量直径”的值。所计算的值同样可以被提供给电流图像映射器210以用于与定位扫描相关。

可视化器212编译来自电流图像映射器210的所映射的管电流信息，并且生成用于经由接口214向用户显示的图形内容。用户可以通过与接口214交互来配置可视化器212的特定可视化设置，诸如阈值、颜色标度、哪个数据被可视化等。此外，在一些示例中，可视化器212可以从统计引擎或数据库接收各种统计或其他全局信息，下面参考图2C进一步讨论。该额外的信息可以集成到由可视化器212准备的视觉元素中，并经由接口214提供给用户。

图2B描绘了用于根据例如但不限于CT扫描生成和可视化所映射的管电流值的方法250。方法250可以由运行存储的指令的一个或多个处理器执行和/或在诸如图2A中描绘并在上面讨论的***的***上执行。然而，将理解，出于解释和理解的目的，提供了方法250，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以修改、替换或添加在方法250中描绘的步骤。

在步骤252处，从图像数据中提取管电流值。在一些示例中，图像数据由上面参考图2A描述的扫描器数据接收器208接收。管电流值包括针对CT扫描的一个切片或图像的X射线电流值。在图像作为DICOM文件的一部分被提供的情况下，可以从DICOM文件的标头部分中的元数据中提取管电流值。

在步骤254处，将所提取的管电流值映射到定位扫描的对应的坐标。可以使用指示切片位置、图像位置、图像取向和像素间距的DICOM标头文件中的坐标信息来完成映射所提取的管电流值。可以通过例如图像检索206从联网的PACS检索定位扫描。

然后可以将定位扫描复制到多信道图像的每个信道。例如，在使用RGB图像的情况下，将定位扫描复制到RGB图像的三个信道中的每个。这使得定位扫描的RGB图像能够沿着每个相应的原色信道(例如，红色、绿色和蓝色等)进行颜色修改。此外，管电流值可以被归一化，并且在一个示例中，管电流值被归一化到-1至1的范围。

在步骤256处，将颜色变换函数应用于定位扫描中的每个竖直像素列。在一些示例中，颜色标度可以由用户从各种选项中选择，或由用户通过接口214输入。例如，最小管电流值可以被映射到“蓝色”，并且最大管电流值可以被映射到“红色”。使用归一化的管电流值，下面的映射函数1可以应用于每个竖直像素列，以实现被映射到管电流值的定位扫描图像颜色。

对于TC_n(z)<0:R(z)＝(1+TC_n(z))*R(z)；G(z)＝(1+TC_n(z))*G(z)

对于TC_n(z)>0:R(z)＝(1-TC_n(z))*R(z)；B(z)＝(1-TC_n(z))*B(z)

映射函数(1)

在映射函数1中，TC_n(z)表示被映射到定位扫描的z坐标并归一化到范围从-1到1的跨度的管电流值。R(z)、G(z)和B(z)分别表示定位扫描的RGB图像内的对应的z坐标处的红色、绿色和蓝色信道像素值。有效地，映射函数1成比例地修改RGB定位扫描图像的坐标处的像素的红色和绿色信道，其中，对应的归一化管电流值大于0。在对应的归一化管电流值小于0的情况下，映射函数1反而成比例地修改相应的坐标处的像素的红色和蓝色信道。因此，所得到的RGB定位扫描图像将根据与用于通过对应的CT扫描对对应的位置进行成像的管电流值紧密耦合并表示其的标度来着色。

在步骤258处，饱和度变换因子被应用于定位扫描中的每个竖直像素列。饱和度变换因子(其示例在下面的映射函数2中以集成形式示出)确保颜色饱和度不会淹没下层定位扫描图像并且有效地使特征和图像纹理不可读。实际上，饱和度变换因子软化了图像的着色。

对于TC_n(z)<0:R(z)＝(1+s*TC_n(z))*R(z)；G(z)＝(1+s*TC_n(z))*G(z)

对于TC_n(z)>0:R(z)＝(1-s*TC_n(z))*R(z)；B(z)＝(1-s*TC_n(z))*B(z)

映射函数(2)

映射函数2对饱和度变换因子进行积分，并且可以代替映射函数1来使用。在映射函数2中，额外的饱和度因子由s表示，并且被直接应用于归一化的管电流值以生成修改的RGB值。通常，饱和度因子s是值0和1。在应用饱和度函数的情况下，可以显示具有被映射到管电流值的三个颜色信道的变换的定位扫描图像，其示例在下面讨论的图3A中描绘。

在步骤260处，向用户显示变换的定位扫描以供查看。在一些示例中，所显示的经变换的定位扫描向用户提供被扫描患者的彩色视图。彩色视图可以包括与在扫描的相应的解剖区域处记录的管电流值相对应的颜色带，其叠加在定位扫描上，以便不混淆扫描的下层特征，同时仍然提供详细的管电流信息。在一些示例中，用户可以能够在彩色视图和常规视图350(诸如图3B中所描绘的常规视图)之间切换。

图3A和3B分别描绘了彩色视图300(诸如通过上述方法250产生的彩色视图)和常规视图350(彩色视图300通过提供被映射到对应的解剖区域的管电流值的非遮挡视图以及其他特征来对其改进)。特别地，常规视图350包括被叠加有对应于来自扫描的各种相关值的一系列图形线356A-D的2D图像354(例如，定位扫描等)。此外，图例352还消耗可用的查看空间。此处，图形线356A绘制了沿着扫描的纵向轴并且对应于图形所叠加于的扫描的区域的管电流值。同样地，图形线356B-D分别绘制曝光、剂量节省和CT剂量指数(CTDI_vol)，并且直接叠加在扫描上。

相比之下，由图3A所描绘的彩色视图300示出了本公开相对于常规视图350的改进中的一些。特别地，彩色视图300包括提供由CT扫描器检查的患者的纵向扫描304的定位扫描图像302。颜色带306A-D不显眼地叠加在患者的纵向扫描304上。每个颜色带306A-D例如通过上述方法250根据管电流值到RGB信道值的映射来生成。

如图3A中所描绘的，颜色带306A-D被映射为使得蓝色对应于最小的管电流值，并且红色对应于最大的管电流值。所映射的颜色被线性地缩放。上述映射将被理解为是一个示例，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其他映射和标度。

此处，每个颜色带306A-D清楚地对应于解剖区，并且可以在整个区上看到对管电流的调制。红色带306A示出了在肺部区域的顶部处的最大管电流值，并且蓝色带306B示出了在肺部区域的大部分中向最小管电流值的急剧偏移。

相比之下，红色带306C和306D示出了当扫描分别从肺部区域前进到腹部区域并且然后骨盆区域时管电流值逐步升高回到最大值。可视化可以例如由负责剂量监测和评估扫描中的管电流调制的性能和功能的医学物理学家使用。作为另一示例，在剂量高于针对给定检查类型的预期(例如，剂量警报)的情况下，医学物理学家可以快速地执行视觉检查以识别高剂量值相对于患者解剖结构出现在何处。

在一些示例中，管电流调制叠加***200可以用统计引擎270补充叠加信息，以生成与多个检查中的特定患者的管电流调制有关或与群体水平值相关的另外的信息。图2C中所描绘的统计引擎270是一个这样的示例。统计引擎270可以直接并入到管电流调制叠加***200中，或在一些示例中，可以作为微服务等对管电流调制叠加***200可访问。可以基于所考虑的评估来实施不同的可视化和评价技术。例如，可以显示表格格式以提供针对感兴趣解剖区域的管电流调制的统计性质(例如，最小值、最大值、均值、中值等)的定量表示。每个感兴趣区域的管电流调制的可视化也可以或替代地被显示为统计曲线图(例如，可视化诸如肺部等的个体器官的分布参数的箱线图)。另外，将定位的可视化与曲线或颜色编码组合在一起的叠加可以促进考虑解剖结构的高级可视化(例如，通过在定位和指示区域边界的曲线中提供解剖界标或仅允许解剖结构特异性曲线的可视化的交互式可视化)。

统计引擎270包括聚合器272和分析引擎274。聚合器272能够访问例如作为联网存储库276的患者历史(例如，经由电子病历(EMR)等)和医院PACS，以检索患者的早期扫描和/或其他患者的扫描中的任一者或两者。然后，可以使用聚合的信息来生成时间序列和群体比较数据，其可以作为额外的叠加提供给用户，诸如下面进一步讨论的图5A-B中描绘的那些叠加。

统计引擎270可以确定相对于较大群体或相对于患者的记录扫描的全部或一些部分的感兴趣解剖区域的管电流调制的统计性质(例如，最小值、最大值、均值、中值等)。在一些示例中，统计引擎270可以额外地自动检测扫描是否显著漂移偏离所确定的统计性质，并且触发警报以供用户检查扫描和/或扫描流程中的潜在缺陷。

此外，可视化器212可以使用所确定的统计性质依据统计曲线图显示感兴趣区域的管电流调制值。例如，并且还如下面讨论的图4中所描绘的，箱线图可以用于可视化个体器官或区域(例如肺部、骨盆、腹部等)的分布参数。

可视化器212可以将由统计引擎270生成的数据集成到叠加中。例如，可视化器可以通过提供定位扫描图像中的解剖界标和指示区域边界的曲线或允许仅可视化解剖结构特异性曲线的交互式可视化来考虑解剖结构。实际上，管电流调制信息可以基于界标跨多个检查在解剖学上对准，并且因此补偿解剖学和/或成像参数(例如，视场(FOV)等)变化。

图2D描绘了用于生成充实的管电流调制可视化的方法280的示例。方法280可以由运行存储的指令的一个或多个处理器执行和/或在诸如图2C中描绘并在上面讨论的***的***上执行。然而，将理解，出于解释和理解的目的而提供了方法280，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以修改、替换或添加方法280中描绘的步骤。

在步骤282处，访问与当前患者扫描有关的多个DICOM文件。DICOM文件可以与患者有关，诸如在检索相同患者的先前扫描的情况下，或可以与患者的扫描有关，诸如在从其他患者检索相同解剖区域的扫描的DICOM文件的情况下。DICOM文件可以包括存储在堆叠中的一个或多个图像或切片，并且切片包括元数据字段形式的标签。

在步骤284处，识别跨多个DICOM文件的对应的管电流值。在一个示例中，检查DICOM文件的DICOM标签以确保在与当前患者扫描相同的解剖区上完成对应的扫描。在所扫描的解剖区匹配的情况下，可以从DICOM标签检索相应的管电流值。

方法280可以基于数据的使用从步骤284进行到步骤288或步骤286。例如，在用户在视觉上查看对应的管电流值以一次比较许多值的情况下，方法280进行到步骤286以修改和/或归一化数据以便于比较。在其他示例中，用户可能意图进行数字查看，在这种情况下，可以以未修改的形式提供数据，并且方法280可以直接进行到步骤280。

然而，在步骤286处，基于当前患者扫描重新缩放具有对应的管电流值的多个DICOM文件的映射信息。例如，当前患者扫描的定位图像的轴向范围可以与所访问的DICOM切片的相应的重建3D CT图像的轴向范围不同。因此，所访问的DICOM切片的颜色叠加的范围可能与定位扫描的颜色叠加不完全一致(如上所述)。差异可以是正的，其中，CT体积轴向范围小于定位图像的轴向范围；或是负的，其中，定位图像轴向范围小于CT体积的轴向范围，和/或叠加在定位图像的轴向范围的每个端部(例如，顶部或底部)处可以是不同的。因此，管电流调制信息可以被重新缩放以适合例如与定位图像的轴向定位对准的水平条，并且显示具有管电流调制的表示的颜色条，如下面进一步讨论的图5A中所描绘的。

在步骤288处，确定显示模式。显示模式可以由用户通过GUI(诸如上面讨论的接口214)选择，由用户设置确定，基于患者正在经历的扫描自动确定，基于用户和/或患者的特性预测，或由各种其他机制确定。

在步骤292处，根据显示模式和对应的管电流值生成可视化。可视化可以由可视化器212生成，并且可以向用户提供额外的可交互选项，诸如改变显示模式的选项、过滤显示结果的选项、执行额外的搜索和/或比较的选项等。例如，用户可以能够在分别在下面讨论的图4和图5A-B中描绘的视图400、500和550之间交替。

图4描绘了已经被补充有来自统计引擎270的信息的彩色定位扫描的箱线图视图400。在箱线图视图400中，解剖结构检测被可视化并叠加在基于如上所述的管电流值着色的定位扫描上。彩色管电流值被提供为邻近于定位扫描，以向用户提供直观和可比较的信息，以例如帮助用户识别定位扫描上的异常或相关的管电流值。

箱线图视图400包括彩色定位扫描402。叠加在彩色定位扫描402上的是解剖结构框406A、408A和410A。解剖结构框406A指示对应于肺部的定位扫描402的区。解剖结构框408A指示对应于腹部的定位扫描402的区。解剖结构框410A指示对应于骨盆的定位扫描402的区。

此外，彩色平均管电流值条406B、408B和410B被设置在定位扫描402下方，并且与解剖框406A、408A和410A竖直对准。彩色平均管电流值条406B、408B和410B根据与定位扫描402相同的映射函数进行颜色映射，并且表示跨多个DICOM文件的对应的解剖区域的平均管电流。此处，肺部彩色平均管电流值条410B是蓝色的，而腹部彩色平均管电流值条408B和骨盆彩色平均管电流值条410B分别是浅红色的和深红色的。实际上，用户可以快速地将定位扫描402的颜色带与对应的区域彩色化平均管电流值条进行比较，以确定患者扫描的管电流值是否在可接受的平均范围内。

图5A描绘了使用堆叠的“指纹”显示跨相同解剖区域的多个检查的管电流值的变化的多个检查的堆叠视图500。每个检查的对准可以按照上述步骤286来执行。堆叠视图500允许用户快速地发现异常值。

堆叠视图500包括由多个检查指纹504组成的检查堆叠502。每个检查指纹504是水平分布的线段，其特征在于根据检查时间处的相应的管电流值着色的重新缩放的解剖结构部分。此处，每个检查指纹504包括肺部部分506A、腹部部分506B和骨盆部分506C。检查ID轴504为每个检查指纹504提供相关联的标识符。在一些示例中，通过与检查ID轴504中的标识符交互，用户可以导航到对应的原始检查文件和/或访问(一个或多个)DICOM文件以查看针对堆叠视图500未修改的相应的信息。

图5B描绘了用于将当前患者的当前扫描的管电流调制值与其他患者(例如，患者间比较)或与当前患者的早期扫描(例如，患者内比较)进行比较的患者背景视图550。患者背景视图550包括与管电流轴554对准的背景扫描图像552。管电流值线556叠加在背景扫描图像552上，并且结合管电流轴554指代与不同扫描相关联的相对管电流值。器官条558A-B被设置在背景图像扫描552下方，并且指示与管电流值线556的值相关联的特定区域，诸如肺部条558B和腹部条558A。

背景扫描图像552可以是历史图像、默认规范图像或人造图像，这取决于在患者背景视图550中查看的比较。例如，在跨不同患者进行比较的情况下，示意性解剖结构略图或体模扫描可以用于背景扫描图像552。相比之下，当患者背景视图550正用于跨相同患者的多个扫描比较管电流调制值时，可以使用优选的真实扫描，诸如早期扫描或最佳符合某些图像质量阈值的患者扫描等。

尽管为了说明的目的已经基于当前被认为是最实用且优选的实施方式的实施方式详细描述了本技术，但是应当理解，这样的细节仅用于该目的，并且本技术不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖在所附权利要求的精神和范围内的修改和等效布置。例如，应理解，本技术预期到，在可能的程度上，任何实施方式的一个或多个特征可以与任何其他实施方式的一个或多个特征组合。

权利要求

注意：本文提供了权利要求以保护外国司法管辖区的知识产权。这样一来，本临时申请中提供的权利要求不应当用于暗示在美国提交的要求其优先权的任何非临时申请(无论是直接地还是经由继续申请、部分继续申请、分案或任何其他继续申请间接地)中的任何保留和/或免责声明的理论。更确切地说，权利要求仅表示本发明的一个实施例，如在提交该临时申请时所预期的。预期了各种其他实施例。

Claims (20)

1.一种用于将患者扫描中的管电流调制可视化的计算机实施的方法，所述方法包括：

访问针对所述患者扫描的部分的一个或多个X射线管电流值，所述一个或多个X射线管电流值对应于被用于执行所述患者扫描的所述部分的X射线管；

将所访问的一个或多个X射线管电流值映射到与所述患者扫描相关联的定位扫描的区；并且

将变换函数应用于所述定位扫描的所述区以产生经变换的定位扫描，所述变换函数基于所访问的管电流值；

其中，当被显示给用户时，所述定位扫描的所述区与所述定位扫描的相邻的其他区形成对比。

2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中，所述变换函数包括所述定位扫描的像素到对应于所访问的一个或多个X射线管电流值的新颜色的像素颜色转换。

3.根据权利要求2所述的计算机实施的方法，其中，所述变换函数还包括用于调制所述新颜色的不透明度的饱和度变换函数。

4.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，还包括对所访问的管电流值进行归一化。

5.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中，所述一个或多个X射线管电流值位于医学数字成像和通信(DICOM)标头文件的元数据字段中。

6.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，还包括：

基于患者信息或所扫描的解剖结构中的一项或多项来访问与所述患者扫描有关的多个其他患者扫描，所述多个其他患者扫描包括其他X射线管电流值；

识别对应于所述一个或多个X射线管电流值的其他X射线管电流值，对应关系基于以下解剖区：针对所述解剖区生成所述其他X射线管电流值和所述一个或多个X射线管电流值；并且

向所述用户显示所识别的其他X射线管电流值。

7.根据权利要求6所述的计算机实施的方法，还包括：

基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值中的一项或多项来生成一个或多个管电流指纹，每个指纹包括顺序着色线段，每个段对应于解剖区域，并且每种颜色基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值；并且

以堆叠形式向所述用户显示所述一个或多个管电流指纹，根据相应的顺序着色线段将所述指纹中的每个指纹共同对准。

8.根据权利要求6所述的计算机实施的方法，还包括：

基于所识别的其他X射线管电流值来确定针对所述解剖区中的一个解剖区的平均X射线管电流值；

将所述变换函数应用于所确定的平均X射线管电流值以产生变换值；并且

与所述解剖区中的所述一个解剖区和所述定位扫描的显示区相关联地向所述用户显示所述变换值。

9.一种用于将患者扫描中的管电流调制可视化的***，所述***包括：

医学诊断成像设备；

显示器，其通信地耦合到所述诊断成像设备；以及

计算设备，其被配置为：

访问针对所述患者扫描的部分的一个或多个X射线管电流值，所述一个或多个X射线管电流值对应于被用于执行所述患者扫描的所述部分的所述医学诊断成像设备的X射线管；

将所访问的一个或多个X射线管电流值映射到与所述患者扫描相关联的定位扫描的区；

将变换函数应用于所述定位扫描的所述区以产生经变换的定位扫描，所述变换函数基于所访问的管电流值；并且

在所述显示器上显示所述经变换的定位扫描；

其中，当被显示给用户时，所述定位扫描的所述区与所述定位扫描的相邻的其他区形成对比。

10.根据权利要求9所述的***，其中，所述变换函数包括所述定位扫描的像素到对应于所访问的一个或多个X射线管电流值的新颜色的像素颜色转换。

11.根据权利要求10所述的***，其中，所述变换函数还包括用于调制所述新颜色的不透明度的饱和度变换函数。

12.根据权利要求9所述的***，还包括对所访问的管电流值进行归一化。

13.根据权利要求9所述的***，其中，所述一个或多个X射线管电流值位于医学数字成像和通信(DICOM)标头文件的元数据字段中。

14.根据权利要求9所述的***，其中，所述计算设备还被配置为：

基于患者信息或所扫描的解剖结构中的一项或多项来访问与所述患者扫描有关的多个其他患者扫描，所述多个其他患者扫描包括其他X射线管电流值；

识别对应于所述一个或多个X射线管电流值的其他X射线管电流值，对应关系基于以下解剖区：针对所述解剖区生成所述其他X射线管电流值和所述一个或多个X射线管电流值；并且

向所述用户显示所识别的其他X射线管电流值。

15.根据权利要求14所述的***，其中，所述计算设备还被配置为：

基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值中的一项或多项来生成一个或多个管电流指纹，每个指纹包括顺序着色线段，每个段对应于解剖区域，并且每种颜色基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值；并且

以堆叠形式向所述用户显示所述一个或多个管电流指纹，根据相应的顺序着色线段将所述指纹中的每个指纹共同对准。

16.根据权利要求14所述的***，其中，所述计算设备还被配置为：

基于所识别的其他X射线管电流值来确定针对所述解剖区中的一个解剖区的平均X射线管电流值；

将所述变换函数应用于所确定的平均X射线管电流值以产生变换值；并且

与所述解剖区中的所述一个解剖区和所述定位扫描的显示区相关联地向所述用户显示所述变换值。

17.一种存储指令的非瞬态计算机可读介质，所述指令当由一个或多个处理器运行时使所述一个或多个处理器：

访问针对患者扫描的部分的一个或多个X射线管电流值，所述一个或多个X射线管电流值对应于被用于执行所述患者扫描的所述部分的X射线管并且位于医学数字成像和通信(DICOM)标头文件的元数据字段中；

将所访问的一个或多个X射线管电流值映射到与所述患者扫描相关联的定位扫描的区；并且

将变换函数应用于所述定位扫描的所述区以产生经变换的定位扫描，所述变换函数基于所访问的管电流值，所述变换函数包括：

所述定位扫描的像素到对应于所访问的一个或多个X射线管电流值的新颜色的像素颜色转换；以及

用于调制所述新颜色的不透明度的饱和度变换函数；

其中，当被显示给用户时，所述定位扫描的所述区与所述定位扫描的相邻的其他区形成对比。

18.根据权利要求17所述的非瞬态计算机可读介质，其中，所述指令还使所述一个或多个处理器：

基于患者信息或所扫描的解剖结构中的一项或多项来访问与所述患者扫描有关的多个其他患者扫描，所述多个其他患者扫描包括其他X射线管电流值；

识别对应于所述一个或多个X射线管电流值的其他X射线管电流值，对应关系基于以下解剖区：针对所述解剖区生成所述其他X射线管电流值和所述一个或多个X射线管电流值；并且

向所述用户显示所识别的其他X射线管电流值。

19.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读介质，其中，所述指令还使所述一个或多个处理器：

基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值中的一项或多项来生成一个或多个管电流指纹，每个指纹包括顺序着色线段，每个段对应于解剖区域，并且每种颜色基于所述X射线管电流值或所识别的其他X射线管电流值；并且

以堆叠形式向所述用户显示所述一个或多个管电流指纹，根据相应的顺序着色线段将所述指纹中的每个指纹共同对准。

20.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读介质，其中，所述指令还使所述一个或多个处理器：

基于所识别的其他X射线管电流值来确定针对所述解剖区中的一个解剖区的平均X射线管电流值；

将所述变换函数应用于所确定的平均X射线管电流值以产生变换值；并且

与所述解剖区中的所述一个解剖区和所述定位扫描的显示区相关联地向所述用户显示所述变换值。