Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб аналізу рентгенівських зображень, який включає формування псевдокольорового зображення, виділення і реєстрацію еквіденсит, який відрізняється тим, що роблять колірне ділення зображення на колірні компоненти, потім, модулюють градаційні характеристики кожної із компонент та сумарного зображення, вводячи нелінійні зв'язки між ними, складають отримані зображення, формуючи при цьому кольорові еквіденсити з заданою контрастністю, і по розподілу, формі, ширині і контуру еквіденсит визначають щільність і структуру тканин на аналізованій ділянці рентгенограми.

2. Спосіб по п. 1, який відрізняєтся тим, що модулюють градаційні характеристики кожної із компонент та сумарного зображення по поліномінальному закону і формують кольорові еквіденсити з контрастністю, обумовленою ступенем поліномів.

3. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що при формуванні еквіденсит задану контрастність установлюють шляхом порівняння зображення зон інтересу на об'єкті з зображенням східчастого клина, зареєстрованого на рентгенограмі одночасно з аналізованим об'єктом.

Текст

1. Спосіб аналізу рентгенівських зображень, який включає формування псевдокольорового зображення, виділення і реєстрацію еквіденсит, що відрізняє ться тим, що роблять колірне ділення зображення на колірні компоненти, потім, модулюють градаційні характеристики кожної із компонент та сумарного зображення, вводячи нелінійні зв'язки між ними, складають отримані зображення, 40114 ти, що важливо при аналізі малоконтрастних утворень великого розміру. Однак, при реалізації відомого способу необхідно здійснювати дворазове експонування і дворазовий прояв світлочутливого матеріалу, що робить засіб трудомістким, довготривалим і недостатньо достовірним, що значно ускладнює його використання в медичній практиці. В основу винаходу поставлена задача спрощення відомих способів аналізу рентгенівських зображень, зниження трудомісткості одержання псевдокольорового зображення і підвищення достовірності аналізу рентгенівських зображень. Нами запропоновано засіб аналізу рентгенівських зображень, який включає формування псевдокольорового зображення, виділення і реєстрацію еквіденсит, що відрізняється тим, що, роблять колірне ділення зображення на колірні компоненти, потім, модулюють градаційні характеристики кожної із компонент та сумарного зображення, вводячи нелінійні зв'язки між ними, складають отримані зображення, формуючи при цьому кольорові еквіденсити з заданою контрастністю, і по розподілу, формі, ширині і контур у еквіденсит визначають щільність і структуру тканин на аналізованій ділянці рентгенограми. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що модулюють градаційні характеристики кожної із компонент та сумарного зображення по поліноміальному закону і формують кольорові еквіденсити з контрастністю, обумовленою ступенем поліномів. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що при формуванні еквіденсит задану контрастність установлюють шляхом порівняння зображення зон інтересу на об'єкті з зображенням східчастого клина, зареєстрованого на рентгенограмі одночасно з аналізованим об'єктом. Запропонований нами спосіб є новим, істотні ознаки винаходу, включені у формулу винаходу, не забезпечують сумарного ефекту від їхнього використання, відомого з рівня техніки, не очевидні для фахівця в даній галузі, що свідчить про те, що запропонований нами винахід не є частиною рівня техніки і відповідає критерію винахідницького рівня. Сутність винаходу пояснюється фіг. 1-22, на яких зображено: фіг.1-4 - градаційні криві чорно білого зображення. Градаційна крива відображає вхідні і вихідні значення яскравості чорно-білого зображення. Горизонтальна вісь представляє поточні (вхідні) значення, а вертикальна - скоректовані (вихідні) значення. До внесення змін, вхідні і вихідні значення однакові, і графік має форму прямої лінії, що перетинає поле по діагоналі (тобто відображають лінійний зв'язок між колірними компонентами). Її нижня ліва точка представляє чорний колір, центральна частина - середні топи, а верхня права точка - світло в зображенні. Фіг. 1 - градаційна крива червоної компоненти чорно-білого зображення; фіг. 2. - градаційна крива зеленої компоненти чорно білого зображення; фіг. 3 - градаційна крива синьої компоненти чорно-білого зображення; фіг. 4. - градаційна крива сумарного чорно-білого зображення (тобто сума червоної, зеленої та синьої компонент). Фіг. 5-8 - градаційні криві псевдокольорового зображення без утворення еквіденсит. Фіг. 5 - градаційна крива червоної компоненти псевдокольорового зображення; фіг. 6 - градаційна крива зеленої компоненти псевдокольорового зображення; фіг. 7 - градаційна крива синьої компоненти псевдокольорового зображення; фіг. 8 – градаційна крива сумарного псевдокольорового зображення. При зміні градаційних характеристик із збереженням лінійних зв'язків між компонентами відбувається фарбування зображення, однак еквідснсити при цьому не утворяться. Фіг. 9-12 - приклад модулювання градаційних кривих, які використані нами для колірного кодування рентгенівських зображень кистей при ревматоїдному поліартриті. Фіг. 9 - градаційна крива червоної компоненти псевдокольорового зображення; фіг. 10 - градаційна крива зеленої компоненти псевдокольорового зображення; фіг. 11 - градаційна крива синьої компоненти псевдокольорового зображення; фіг. 12 градаційна крива сумарного і псевдокольорового зображення. Фіг. 13 - початкове рентгенівське зображення кистей та східчастого клину. Фіг. 14 - червона кольорова компонента початкового рентгенівського зображення. Фіг. 15 - зелена кольорова компонента початкового рентгенівського зображення. Фіг. 16 синя кольорова компонента початкового рентгенівського зображення. Фіг. 17 - сумарне зображення. Фіг. 18 - червона компонента псевдокольорового зображення рентгенівського знімку кистей та східчастого клину, модульована по формулі (10). Фіг. 9 - зелена компонента псевдокольорового зображення рентгенівського знімку кистей та східчастого клину, модульована по формулі (9). Фіг. 20 - синя компонента псевдокольорового зображеним рентгенівського знімку кистей та східчастого клину, модульована по формулі (11). Фіг. 21 - сумарне зображення, модульоване по формулі (8). Фіг. 22 - зображення, отримане по запропонованому нами засобу. Сутність винаходу полягає в наступному. Для одержання псевдокольорового зображення виконують колірне ділення вихідного зображення на колірні компоненти (наприклад, червону, синю і зелену). Сутність викладеного процесу проілюстровано зображенням на фіг. 1-4. Змінюючи градаційн криві для кожної з трьох компонент, і загального сумарного зображення (див. фіг. 5-8), здійснюють формування псевдокольорового зображення. При зміні градаційних характеристик із збереженням лінійних зв'язків між компонентами відбувається фарбування зображення, однак еквіденсити при цьому не утворяться. Для формування еквіденсит вносять нелінійні зв'язки між колірними компонентами. Для цього модулюють градаційну характеристику кожної з колірних компонентів, наприклад, по поліноміальному закону: I=anxn+an-1 xn-1+…+a2 x2+a 1 x+a0, (1) 2 40114 де I - це інтенсивність колірного компонента, х значення яскравості, а - коефіцієнт пропорційності. Для одержання максимального колірного контрасту здійснюють зміну характеристик колірних компонентів, використовуючи поліноми з протилежними знаками. У результаті колірного кодування рентгенівського зображення і формування еквіденсит, запропонованим нами засобом, сусідні ділянки зображення, що мало відрізняються по оптичній густині офарбовуються в контрастні кольори. Крім того, усі ділянки зображення, що мають однакову оптичну густину, одержують однаковий колір. Так як вигляд еквіденсит (їхній колір, ширина, форма, розподіл) залежать від оптичної густини вихідного рентгенівського зображення, що обумовлюється формою і структурою об'єкта (його щільністю й елементним складом), з'являється можливість по параметрах еквіденсит з високою точністю визначати структурно-щільнісні характеристики об'єкта. Отже, відмінні ознаки винаходу дозволяють значно знизити трудомісткість, спростити відомі способи аналізу рентгенівських зображень і підвищити достовірність аналізу. Можливість здійснення запропонованого способу підтверджується прикладом його конкретної реалізації. При формуванні рентгенівського зображення ступінь почорніння світлочутливого шару залежить від експозиції, або, говорячи іншими словами, від кількості променистої енергії, що потрапила на нього за час витримки. Експозиція безпосередньо зв'язана з інтенсивністю випромінювання, що пройшло через досліджуваний об'єкт. Остання ж обумовлюється ослабленням первинного пучка рентгенівського випромінювання. Ослаблення первинного пучка рентгенівського випромінювання описується формулою: JD=J0e-μD, (2) де J0 - інтенсивність первинного пучка рентгенівського випромінювання; JD - інтенсивність випромінювання, що пройшло через шар речовини товщиною D; е - основа натурального логарифма; μ лінійний коефіцієнт ослаблення. У свою чергу, лінійний коефіцієнт ослаблення можна виразити як добуток масового коефіцієнта ослаблення (μm) і щільності речовини (r): μ=μmr, (3) Масовий коефіцієнт ослаблення пропорційний четвертому ступеню порядкового номера елементу в таблиці Менделєєва. Таким чином, ослаблення первинного пучка рентгенівського випромінювання залежить від товщини (або форми) досліджуваного об'єкта, його атомного складу і щільності. Отже, ступінь почорніння фотоемульсії (оптична густина) обумовлюється товщиною (формою) об'єкта, його атомним складом і щільністю. Здійснюючи колірне кодування рентгенівського зображення і формування еквіденсит, запропонованим засобом, офарбовують сусідні ділянки рентгенівського зображення, які мало відрізняються по оптичній густині в контрастні кольори. При цьому, усі ділянки зображення, що мають однакову оптичну густину, будуть мати однаковий колір. В результаті, по вигляду еквіденсит (їхньому кольору, ширині, формі, розподілу), що залежать від оптичної густини вихідного рентгенівського зображення з високою точністю визначають структурно-щільнісні характеристики досліджуваного об'єкта. На фіг. 9-12 наведений приклад модульованих, по запропонованому нами засобу, градаційних кривих, застосовуваних для колірного кодування рентгенограм кистей при ревматоїдному поліартриті. На першому етапі роблять кольороподіл початкового рентгенівського зображення (див. фіг. 13), розділяючи його на три компоненти: червону, зелену і синю (див. фіг. 14-17). На другому е тапі модулюють по поліноміальному закону градаційні криві колірних компонентів і сумарного зображення (див. фіг 18-21). Модулювання здійснюють по поліноміальному закону з використанням поліномів 5-го ступеня. I0=ax5-b x4-cx3-dx2-ex-f; (4) Ig =ax5+b x4+cx3+dx2+ex+f; (5) Ir=ax; (6) Ib=-ax, (7) де I - це інтенсивність колірного компонента, х значення яскравості, a, b, c, d, e - коефіцієнти пропорційності, f - вільний член. Потім виконують складування отриманих зображень, одержуючи псевдокольорове зображення, на якому визначаються кольорові лінії (еквіденсити) (див. фіг. 22). Їхній вигляд (колір, ширина, форма, розподіл) залежать від оптичної густини вихідного рентгенівського зображення. А оскільки остання обумовлюється формою і структурою об'єкта, то по вигляду еквіденсит судять про ці його характеристики. Для однорідною об'єкта (тобто для об'єкта з однаковою на всьому протязі щільністю й атомним складом) по ширині і формі еквіденсит визначають його форму. Для об'єкта з постійною товщиною по вигляду еквіденсит визначають коефіцієнт поглинання рентгенівського випромінювання і відповідно судять про його щільність і однорідність атомного складу. Для надання необхідної колірної контрастності еквіденсит у зоні інтересу, рентгенограми об'єкта виконувалися з використанням мідного 24-східчастого клина. На обробленому зображенні найбільше чітко візуалізуються середні сходинки клина, тобто ті ділянки, що на рентгенограмі розташовуються в області середніх тонів відтінків сірого кольору і гірш за все розрізняються через недостатню тонову контрастність. Колірне кодування, виконане пропонованим засобом, підвищує розрізняльну здатність рентгенологічного дослідження, заміняючи тонову контрастність колірною. Для аналізу тільки м'яких тканин контраст еквіденсит задається таким чином, щоб найбільш контрастно розрізнялися сходинки в темній частині клина, для аналізу переважно щільних структур (кісткової тканини) контраст еквіденсит необхідно задати таким чином, щоб найбільш впевнено розрізнялися ступіні клина в його світлій частині. Зіставлення вихідної рентгенограми (див. фіг. 13) і отриманого після обробки зображення (див. фіг. 22) наочно показує, що на обробленому зображенні чітко візуалізуються м'я кі тканини кистей і щільнісна структура кісткової тканини, аналіз 3 40114 Ig =x5+x4-4x3-20x2; (9) Ir=x; (10) Ib=-x; (11) Таким чином, запропонований нами винахід є промислово застосовним і може бути ефективно використаний у медицині й інших галузях. яких становить найбільший інтерес. Цього вдається досягти використанням для модулювання градаційних кривих колірних компонентів поліномів 5го ступеня (4-7) з наступними значеннями коефіцієнтів: I0=x5-x4+4x3+20x2; (8) Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 Фіг. 5 Фіг. 6 Фіг. 7 Фіг. 8 Фіг. 9 Фіг. 10 Фіг. 11 Фіг. 12 Фіг. 13 Фіг. 14 Фіг. 15 Фіг. 16 4 40114 Фіг. 17 Фіг. 18 Фіг. 19 Фіг. 20 Фіг. 21 Фіг. 22 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of the analysis of the x-ray images

Автори англійською

Sogokon' Oleksandr Borysovych, Babanin Serhii Volodymyrovych

Назва патенту російською

Способ анализа рентгеновских изображений

Автори російською

Согоконь Александр Борисович, Бабанин Сергей Владимирович

МПК / Мітки

МПК: A61B 6/00

Мітки: аналізу, зображень, спосіб, рентгенівських

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-40114-sposib-analizu-rentgenivskikh-zobrazhen.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб аналізу рентгенівських зображень</a>

Подібні патенти