CN109276266A - 一种根据厚度值进行x光成像剂量确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于X光成像技术领域，公开了一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，包括步骤S1：体型测量***获取病患的体型厚度测量值，传递该测量值至处理器；步骤S2：处理器查找EI标准范围表中患者体型厚度测量值对应的X‑射线发生器所需的曝光参数，将曝光参数传递给X‑射线发生器；步骤S3：X‑射线发生器在指定时间里发出对应辐射质量的X‑射线；步骤S4：平板探测器接收合适辐射质量的X‑射线，清晰准确成像。本发明通过深度测距技术，获取病患体型厚度数据，通过“EI标准范围表”获取对应的曝光参数，指导X‑射线发生器发射对应辐射质量的X‑射线，是一种全自动的、低成本的、实时精准的获取待拍摄病患所需X‑射线辐射质量的方法。
Description
技术领域
本发明属于X光成像技术领域，具体涉及一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法。
背景技术
X光是一种射线，就是我们常说的X射线，是一种有能量的电磁波或辐射。当高速移动的电子撞击任何形态的物质时，X光便有可能发生。X光具有穿透性，对不同密度的物质有不同的穿透能力。在医学上X光用来投射人体形成影像，用来辅助诊断；或照射病灶用于治疗。
对于准确获取待拍摄病患所需X-射线辐射质量的需求由来已久，X-射线辐射质量主要体现在X-射线球管，X-射线源的工作管电压kvp，以及工作电流积mA·s，前者决定X-射线球管发出的X-射线的能级，更高的管电压对应更高的X-射线能级，也就对应着更强的X-射线穿透力；后者为电流与时间的乘积，共同决定了发出X-射线的量，更高的电流，更长的时间，对应更多的射线量，其决定了：一：X-射线成像质量；二：病患所接受的X-射线的量。对于前者，合适的穿透力，配上合适的X-射线量，才能产生清晰准确的图像，方便诊断医生诊断；对于后者，更高的能级以及更多的射线量自然会对患者产生更大的伤害。
现存的技术中，有通过使用电离室测量X-射线吸收量来间接指导调整曝光参数的。该技术通过测量多块位于探测器(X-射线探测接收装置)不同方位的电离室对X-射线的吸收量，来“告知”高压发生器(能量发生装置)是否需要继续供能：如果电离室的吸收量低于某个阈值，说明辐射量不够，则“告知”高压发生器继续供能；如果电离室的吸收量达到或大于该阈值，说明辐射量充足或过量，则“告知”高压发生器停止供能。该技术解决了部分问题：可以实时控制X-射线辐射量，即X-射线球管的工作电流积mA·s，但无法控制工作管电压kvp，且次方式所需的电离室造价昂贵，易损坏，维护成本高，对诊断医师的专业要求极高，这对目前从业人员只拥有相对较低的整体素质的现状是严峻的考验。
发明内容
本发明提供一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，用于解决现有的X光成像方法不能根据患者的身体部位厚度实时自动发射对应辐射量以及辐射质的X-射线，可能会对患者产生伤害的技术问题。
本发明所采用的技术方案为：
一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，为解决现有的X光成像方法不能根据患者的身体部位厚度实时自动发射对应辐射量以及辐射质的X-射线，可能会对患者产生伤害的问题，包括以下步骤，
步骤S1：体型测量***通过获取图像深度信息的方式实时精准测量待拍摄病患的体型厚度测量值，并传递该测量值至内部储存有EI标准范围表的处理器；
步骤S2：处理器查找EI标准范围表中患者体型厚度测量值对应的X-射线发生器所需的曝光参数，并将曝光参数传递给X-射线发生器；
步骤S3：X-射线发生器接收到曝光参数，发出曝光参数指定的工作管电压kvp以及工作电流积mA·s，并在指定时间里发出对应辐射质量的X-射线；
步骤S4：平板探测器接收合适辐射质量的X-射线，清晰准确成像。
其具体的工作过程为：体型测量***实时获取患者对应身体部位的厚度值，并传递该厚度值至选择处理器，在进行厚度值测量的时候，将体型测量***对准患者的指定身体部位，比如胸腔，然后在体型测量***中选定测量的部位为胸腔，然后移动体型测量***的测量装置，对患者胸腔部位进行整体的扫描测量，体型测量***实时地将测量值传递给***处理器进行数据处理，得到对应的胸腔厚度值，最后将胸腔厚度值实时传递给处理器进行处理；处理器通过查找“EI标准范围表”中患者体型对应的X-射线发射器所需准确的工作管电压kvp以及工作电流积mA·s，统称曝光参数，下同，并将所需曝光参数传递给X-射线发射器；X-射线发射器接收到所需曝光参数，将发出所需曝光参数指定的电压，电流积值；X-射线发射器在指定的电压电流下，在指定时间里发出对应辐射质量的X-射线；然后平板探测器接收合适辐射质量的X-射线，清晰准确成像。
值得注意的是，在进行指定部位的厚度值测量时，体型测量***中的***处理器可以选择目前常用的NiosⅡ处理器或TMS320F2812DSP芯片；Nios II软核处理器以及TMS320F2812DSP芯片中可以嵌入C语言，能直接实现厚度测量的算法，这样避免了复杂的定标，可以实现对多种被测物质的厚度测量；同时处理器中存储有EI标准范围表，因此需要选用具有数据库储存功能以及对比选择功能的处理器，目前比较常用的具有上述功能的处理器为型号为ARM7500FE处理器、ARM7500处理器或HT1621B SSOP48芯片，均可以实现上述的储存以及对比选择的功能，以实现根据实时测量的厚度值在EI标准范围表内匹配选择对应厚度值的曝光参数。
相比于先有技术，通过独立于原始X-射线影像链的体型测量***，使用深度测距技术，获取病患体型厚度数据，通过“EI标准范围表”获取对应的曝光参数，指导X-射线发生器发射对应辐射质量的X-射线，是一种完全不同的、一体的、全自动的、低成本的、实时精准的获取待拍摄病患所需X-射线辐射质量的方法。
进一步的，步骤S1中，体型测量***为可见光测量***、近可见光测量***或超声测量***中的任意一种。进行体型测量的时候，主要是对患者特定的部位进行厚度测量，通常采用上述先有的体型测量装置即可完成，作为一种测量精度高的测量***，可以采用可见光测距器中的双目摄像头测距器进行测量，包括左摄像头、右摄像头以及带动左摄像头和右摄像头转动的旋转机构，左摄像头和右摄像头的拍摄图像经过匹配矫正后，将左右图像中关于患者身体部位的同一点一一对应起来得到由体型测量***与待拍摄病患体表的距离构成的深度图像。
进一步的，步骤S1中，体型厚度测量值的测量步骤为：
S101：体型测量***获取与待拍摄病患体表的距离L1；
S102：通过算法处理器计算体型测量***的背景距离L2与L1的差值L，L值即为患者对应身体部位的体型厚度测量值。
值得注意的是，体型测量***在进行测量时，其只在水平方向上移动测量，即体型测量***的背景距离L2不变，以可见光测距器中的双目摄像头测距器的测量过程为例，其具体的测量过程为：双目摄像头测距器装置有左右两个摄像头，通过精准的标定校准，可以得出两个摄像头的焦距，畸变系数等，称之为内参数，以及两个摄像头之间的相对旋转，位移等，称之为外参数；经过畸变修正，旋转镜头等矫正过程，最终两个摄像头的图像画面在同一个平面上，且消除径向畸变使得其画面为标准矩形。左右两个相机拍摄同一物体，得出左右两幅图像，由于两个相机之间有位置差异，得出的两幅图像会有细微差异，在经过匹配后，可将左右图像中关于真实物体的同一点一一对应起来；这样得到一副新的图像，其中每个像素的值表示左画面中的点到右画面中对应点的距离，该距离被称为视差，这个新图像称为视差图；视差图与之前获得的相机内参数一起，通过对极几何，即可算出真实物体到左右相机光心所在平面的垂直距离图，称之为深度图；体型厚度测量值L便可通过简单的使用测距***获得的背景距离减去待测物体的距离获得，即L2-L1，在设备使用中背景距离L2是不变的，所以问题最终简化为获取待测物体的距离，即L＝L2-L1。
进一步的，步骤S1中，在将体型测量值传递至处理器之前，对体型测量值通过在时间序列上做快速中值滤波以及迭代渐进的方式减小测量误差，消除异常测量值。
进一步的，步骤S2中，EI标准范围表依据特定影像链***的标准辐射质量RQA5以及特定影像链***的大量临床数据而建立，包括一一对应的身体部位名称、体型厚度值、工作管电压值以及工作电流积值。
其中，标准辐射质量RQA5是基于铝附加滤板构成的模体的辐射质量的行业标准，用于描述源于模拟患者出射面的敷设野，其在YY/T 0590.1-2005行业标准中有明确地引用；行业标准YY/T 0590.1-2005详细规定了在给定的限度内调整X射线管电压到所需半价层时的X射线管电压来获取辐射质量，即对应的X射线管工作电压与工作电流积之间的关系；而特定影像链***的大量临床数据除了上述的X射线管工作电压与工作电流积之间的关系之外，还提供了X射线管工作电压与患者部位厚度的关系数据，因此EI标准范围表中包括的身体部位名称、体型厚度值、工作管电压值以及工作电流积值具有可靠的数据支撑以及理论支撑，并且能够方便且准确地指导X-射线发生器根据实际情况需要发射的辐射质量。
进一步的，步骤S3中，所述X-射线发生器包括高压发生器以及X-射线球管，所述高压发生器用于根据曝光参数发出对应的工作管电压kvp以及工作电流积mA·s，X-射线球管用于在相应工作管电压kvp以及工作电流积mA·s下在指定时间内发射对应辐射质量的X-射线。
进一步的，步骤S3中，工作电流积mA·s为高压发生器所能达到的最大电流和最短工作时间的乘积。
进一步的，步骤S3中，辐射质量指辐射的穿透力和辐射密度。
本发明的有益效果为：
本发明通过独立于原始X-射线影像链的体型测量***，使用深度测距技术，获取病患体型厚度数据，通过“EI标准范围表”获取对应的曝光参数，指导X-射线发生器发射对应辐射质量的X-射线，是一种完全不同的、一体的、全自动的、低成本的、实时精准的获取待拍摄病患所需X-射线辐射质量的方法。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明体型厚度测量值的测量流程图；
图3是本发明中EI标准范围表的内容示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：
如图1-3所示，一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，包括以下步骤，
步骤S1：体型测量***通过获取图像深度信息的方式实时精准测量待拍摄病患的体型厚度测量值，并传递该测量值至内部储存有EI标准范围表的处理器；
步骤S2：处理器查找EI标准范围表中患者体型厚度测量值对应的X-射线发生器所需的曝光参数，并将曝光参数传递给X-射线发生器；
步骤S3：X-射线发生器接收到曝光参数，发出曝光参数指定的工作管电压kvp以及工作电流积mA·s，并在指定时间里发出对应辐射质量的X-射线；
步骤S4：平板探测器接收合适辐射质量的X-射线，清晰准确成像。
其具体的工作过程为：体型测量***实时获取患者对应身体部位的厚度值，并传递该厚度值至选择处理器，在进行厚度值测量的时候，将体型测量***对准患者的指定身体部位，比如胸腔，然后在体型测量***中选定测量的部位为胸腔，然后移动体型测量***的测量装置，对患者胸腔部位进行整体的扫描测量，体型测量***实时地将测量值传递给***处理器进行数据处理，得到对应的胸腔厚度值，最后将胸腔厚度值实时传递给处理器进行处理；处理器通过查找“EI标准范围表”中患者体型对应的X-射线发射器所需准确的工作管电压kvp以及工作电流积mA·s，统称曝光参数，下同，并将所需曝光参数传递给X-射线发射器；X-射线发射器接收到所需曝光参数，将发出所需曝光参数指定的电压，电流积值；X-射线发射器在指定的电压电流下，在指定时间里发出对应辐射质量的X-射线；然后平板探测器接收合适辐射质量的X-射线，清晰准确成像；值得注意的是，在进行指定部位的厚度值测量时，体型测量***中的***处理器可以选择目前常用的NiosⅡ处理器或TMS320F2812DSP芯片；Nios II软核处理器以及TMS320F2812DSP芯片中可以嵌入C语言，能直接实现厚度测量的算法，这样避免了复杂的定标，可以实现对多种被测物质的厚度测量；同时处理器中存储有EI标准范围表，因此需要选用具有数据库储存功能以及对比选择功能的处理器，目前比较常用的具有上述功能的处理器为型号为ARM7500FE处理器、ARM7500处理器或HT1621B SSOP48芯片，均可以通过和软件结合的方式实现上述的储存以及对比选择的功能，以实现根据实时测量的厚度值在EI标准范围表内匹配选择对应厚度值的曝光参数。
实施例2：
如图1-2所示，作为一种优选方案，体型测量***为可见光测量***、近可见光测量***或超声测量***中的任意一种。进行体型测量的时候，主要是对患者特定的部位进行厚度测量，通常采用上述先有的体型测量装置即可完成，作为一种测量精度高的测量***，可以采用可见光测距器中的双目摄像头测距器进行测量，包括左摄像头、右摄像头以及带动左摄像头和右摄像头转动的旋转机构，左摄像头和右摄像头的拍摄图像经过匹配矫正后，将左右图像中关于患者身体部位的同一点一一对应起来得到由体型测量***与待拍摄病患体表的距离构成的深度图像。其中，体型厚度测量值的测量步骤为：
S101：体型测量***获取与待拍摄病患体表的距离L1；
S102：通过算法处理器计算体型测量***的背景距离L2与L1的差值L，L值即为患者对应身体部位的体型厚度测量值。
值得注意的是，体型测量***在进行测量时，其只在水平方向上移动测量，即体型测量***的背景距离L2不变，以可见光测距器中的双目摄像头测距器的测量过程为例，该装置有左右两个摄像头，通过精准的标定校准，可以得出两个摄像头的焦距，畸变系数等，称之为内参数，以及两个摄像头之间的相对旋转，位移等，称之为外参数；经过畸变修正，旋转镜头等矫正过程，最终两个摄像头的图像画面在同一个平面上，且消除径向畸变使得其画面为标准矩形。左右两个相机拍摄同一物体，得出左右两幅图像，由于两个相机之间有位置差异，得出的两幅图像会有细微差异，在经过匹配后，可将左右图像中关于真实物体的同一点一一对应起来；这样得到一副新的图像，其中每个像素的值表示左画面中的点到右画面中对应点的距离，该距离被称为视差，这个新图像称为视差图；视差图与之前获得的相机内参数一起，通过对极几何，即可算出真实物体到左右相机光心所在平面的垂直距离图，称之为深度图；体型厚度测量值L便可通过简单的使用测距***获得的背景距离减去待测物体的距离获得，即L2-L1，在设备使用中背景距离L2是不变的，所以问题最终简化为获取待测物体的距离，即L＝L2-L1。并且在将体型厚度测量值传递至处理器之前，对体型厚度测量值通过在时间序列上做快速中值滤波以及迭代渐进的方式减小测量误差，消除异常测量值。
实施例3：
如图3所示，作为一种优选方案，EI标准范围表依据特定影像链***的标准辐射质量RQA5以及特定影像链***的大量临床数据而建立，包括一一对应的身体部位名称、体型厚度值、工作管电压值以及工作电流积值。
其中标准辐射质量RQA5是基于铝附加滤板构成的模体的辐射质量，用于描述源于模拟患者出射面的敷设野，其在YY/T 0590.1-2005行业标准中有明确地引用；行业标准YY/T 0590.1-2005详细规定了在给定的限度内调整X射线管电压到所需半价层时的X射线管电压来获取辐射质量，即对应的X射线管工作电压与工作电流积之间的关系；而特定影像链***的大量临床数据除了上述的X射线管工作电压与工作电流积之间的关系之外，还提供了X射线管工作电压与患者部位厚度的关系数据，因此EI标准范围表中包括的身体部位名称、体型厚度值、工作管电压值以及工作电流积值具有可靠的数据支撑以及理论支撑，并且能够方便且准确地指导X-射线发生器根据实际情况需要发射的辐射质量；
值得注意的是，目前标准辐射质量RQA5在行业中的应用最为广泛，其对应的是X射线管电压为70v的质量标准，但除了标准辐射质量RQA5，还可以选择X射线管电压分别为50v、60v、80v的标准辐射质量RQA3、标准辐射质量RQA4、标准辐射质量RQA6等其他行业标准。
实施例4：
作为一种优选方案，X-射线发生器包括高压发生器以及X-射线球管，高压发生器用于根据曝光参数发出对应的工作管电压kvp以及工作电流积mA·s，X-射线球管用于在相应工作管电压kvp以及工作电流积mA·s下在指定时间内发射对应辐射质量的X-射线；工作电流积mA·s为高压发生器所能达到的最大电流和最短工作时间的乘积；辐射质量指辐射的穿透力和辐射密度。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤S1：体型测量***通过获取图像深度信息的方式实时精准测量待拍摄病患的体型厚度测量值，并传递该测量值至储存有EI标准范围表的处理器；
步骤S2：处理器查找EI标准范围表中患者体型厚度测量值对应的X-射线发生器所需的曝光参数，并将曝光参数传递给X-射线发生器；
步骤S3：X-射线发生器接收到曝光参数，发出曝光参数指定的工作管电压kvp以及工作电流积mA·s，并在指定时间里发出对应辐射质量的X-射线；
步骤S4：平板探测器接收合适辐射质量的X-射线，清晰准确成像。
2.根据权利要求1所述的一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，其特征在于：所述步骤S1中，体型测量***为可见光测量***、近可见光测量***或超声测量***中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，其特征在于：所述步骤S1中，体型厚度测量值的测量步骤为：
S101：体型测量***获取与待拍摄病患体表的距离L1；
S102：通过算法处理器计算体型测量***的背景距离L2与L1的差值L，L值即为患者对应身体部位的体型厚度测量值。
4.根据权利要求1所述的一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，其特征在于：所述步骤S1中，在将体型测量值传递至处理器之前，对体型测量值通过在时间序列上做快速中值滤波以及迭代渐进的方式减小测量误差，消除异常测量值。
5.根据权利要求1所述的一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，其特征在于：所述步骤S2中，EI标准范围表依据特定影像链***的标准辐射质量RQA5以及特定影像链***的大量临床数据而建立，包括一一对应的身体部位名称、体型厚度值、工作管电压值以及工作电流积值。
6.根据权利要求1所述的一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述X-射线发生器包括高压发生器以及X-射线球管，所述高压发生器用于根据曝光参数发出对应的工作管电压kvp以及工作电流积mA·s，X-射线球管用于在相应工作管电压kvp以及工作电流积mA·s下在指定时间内发射对应辐射质量的X-射线。
7.根据权利要求6所述的一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，其特征在于：所述步骤S3中，工作电流积mA·s为高压发生器所能达到的最大电流和最短工作时间的乘积。
8.根据权利要求1所述的一种根据厚度值进行X光成像剂量确定方法，其特征在于：所述步骤S3中，辐射质量指辐射的穿透力和辐射密度。
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