TWI606752B - 用於數位x光機的自動曝露控制系統與其方法 - Google Patents

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Description

用於數位X光機的自動曝露控制系統與其方法
本發明是有關於一種控制系統與方法,且特別是有關於一種用於數位X光機的自動曝露控制系統與方法。
X光造影時,X光與病患組織產生作用,部分劑量沉積在病患體內致有輻射傷害風險,而部分X光則穿透病患身軀使數位X光偵檢裝置(Digital Radiography,DR)產生感測訊號或使膠片感光。病患平行造影方向的身軀厚度(X光射程)影響輻射劑量沉積及X光穿透強度,而X光穿透強度多寡又影響影像的雜訊比(signal-to-noise ratio,SNR)或膠片感光度。簡言之,病患的體型對X光造影參數的選擇,嚴重影響輻射劑量與影像品質。然而,病患的身軀因成人或小孩而有所不同,更何況,即便是成人或同年齡的小孩,其體型也有胖瘦的差別。因此,X光造影參數如X光電壓(單位:kV)、X光管電流(單位:mA)及照射時間(單位:s)等設定,應有個人化的差異,如第1圖所示,第1圖為病患體型影響造影條件的示意圖。第1圖左側圖式顯示一病患體重91.2kgw,造影條件為X光管高壓的電壓為114kV,X光管電流的 電流時間值為3.6mAs;第1圖右側圖式為一病患體重體重48.9kgw,其造影條件則為X光管高壓的電壓為92kV,X光管電流的電流時間值為2mAs。
目前臨床上主要是由放射科醫生依照以往經驗,依病患體型、照射部位的厚度及病理特徵訂定X光管電壓與X光電流時間值,也就是X光造影的最重要兩個參數仍是相當經驗導向。而隨著數位X光偵檢裝置與技術的進步,數位X光偵檢裝置的偵測量子效率(Detective Quantum Efficiency,DQE)提高,進而讓造影系統的偵測效率也隨之提升。換言之,醫生可以使用低劑量來達到同樣的影像品質,降低患者罹癌的風險。
但是,在臨床上,若醫生仍憑藉以往經驗作法,依據病患體型及造影感興趣部分厚度給定X光管電壓與電流時間值,透過習用的自動曝露裝置(Automatic Exposure Control,AEC)來控制輻射劑量而未納入數位X光偵檢裝置性能對影像品質的影響效應,即便有高DQE的X光偵檢器也不易促使輻射劑量最小化。
然而,依據目前數位X光偵檢裝置的材料與技術之多樣性以及複雜性,醫師們即便有心參考X光偵檢器的特性來設定造影參數,不但要熟悉造影系統DQE性能,再推算評估不同病患的最適當造影參數,此舉使得整個程序耗時費力,且在醫院端執行大量造影的壓力下,實際執行上有困難度。在實際臨床造影程序上,為減少對放射師的經驗依存度,有些儀器則提供一預造影功能(pre-scan),再給定最佳的X光管電壓與電流時間值。此法雖較為客觀,但有產生額外輻射劑量的缺點。
此外,如第2圖所示,第2圖為習用技術數位X光機的AEC自動曝露感測裝置。AEC自動曝露感測裝置具有單一或多組輻射劑量計,第2 圖上圖左方為5通道的AEC腔體52(chamber),而第2圖上圖右方為3通道的AEC腔體54。放射師會根據病患所欲照射部位選擇及組合AEC之劑量計組,如第2圖下圖左方造影圖A1為胸腔造影的正確選擇,至於如第2圖下圖右方造影圖A2若AEC之計量計錯選在心臟,將造成胸腔造影過度曝露的情形產生,因此,造影感興趣區勢必會受到AEC劑量計位置及數目的限制。
本發明提供一種用於數位X光機的自動曝露控制系統,能提供病患最佳的個人化X光造影參數建議,對病患不會產生額外輻射劑量,並且可使用最小的輻射劑量產生清晰影像,而能降低患者罹癌的風險。
本發明提供一種用於數位X光機的自動曝露方法,步驟方法上不需要預造影(pre-scan),故對病患不會產生額外輻射劑量,且能提供病患最佳的個人化X光造影參數建議,即能達到低輻射高品質的目的,進而降低患者罹癌的風險。
本發明的一實施例提出一種用於數位X光機的自動曝露控制系統。本發明的用於數位X光機的自動曝露控制系統用以對一待測物體進行造影,用於數位X光機的自動曝露控制系統包括一X光源及其控制器、一數位X光偵檢裝置、一處理裝置以及一深度感測裝置。X光源控制器用以控制X光管電壓與電流時間值。處理裝置連接於X光源控制器、數位X光偵檢裝置與深度感測裝置。處理裝置具有一參數資料庫。深度感測裝置用以偵測待測物體之造影感興趣區並獲取一厚度資訊,處理裝置接收深度感測裝置的厚度資訊並根據厚度資訊與參數資料庫計算比較後而得出造影曝光參數。處理裝置提供造影曝光參數至X光源控制器,依據造影曝光參數而產生 一X光至待測物體,並由數位X光偵檢裝置感測。
本發明的一實施例提出一種用於數位X光機的自動曝露方法,用以對一待測物體進行造影,用於數位X光機的自動曝露控制方法包括以下步驟。首先,提供一參數資料庫。接著,藉由一深度感測裝置偵測待測物體之造影感興趣區並獲取一厚度資訊。再來,根據厚度資訊,透過與參數資料庫計算比較後而得出造影曝光參數。之後,依據造影曝光參數而產生一X光至待測物體,並由數位X光偵檢裝置感測。
基於上述,在本發明所提出的用於數位X光機的自動曝露控制系統與方法中,搭配數位X光偵檢裝置,並利用深度感測裝置來偵測待測物體(如人體)的造影感興趣區(如胸腔)而獲取厚度資訊,接著根據厚度資訊與預先建立好的參數資料庫計算比較後而得出造影曝光參數,如此便能依據造影曝光參數而產生X光至待測物體,藉以實現自動曝露控制。
此外,本發明不須要額外安裝單一或多通道AEC曝露感測裝置,使用者可以自行決定造影感興趣區位置,故造影感興趣區不須受到AEC劑量計位置及數目的限制。
另外,本發明也不需要事先進行預造影掃描,故對病患不會產生額外輻射劑量。並且,本發明能夠提供針對病患的個人化造影曝光參數,而能使用最小的輻射劑量來產生清晰影像,即能達到低輻射高品質的目的。
20‧‧‧待測物體
22‧‧‧待測物體之造影感興趣區
52‧‧‧5通道的AEC腔體
54‧‧‧3通道的AEC腔體
100‧‧‧用於數位X光機的自動曝露控制系統
110‧‧‧X光源及其控制器
120‧‧‧數位X光偵檢裝置
130‧‧‧處理裝置
140‧‧‧深度感測裝置
S100‧‧‧用於數位X光機的自動曝露控制方法
S110~S170‧‧‧步驟
S112~S114‧‧‧步驟
S131~S135‧‧‧步驟
S1351~S1357‧‧‧步驟
A1、A2‧‧‧造影圖
DI‧‧‧曝露偏差指標值
E 0 ‧‧‧空氣曝露指標值
E REF ‧‧‧參考物體感興趣區部位的曝露指標值
E m ‧‧‧預估量測待測物體感興趣區部位的曝露指標值
D REF ‧‧‧參考物體感興趣區的實質厚度資訊
H REF ‧‧‧參考物體感興趣區的等效厚度資訊
D ROI ‧‧‧待測物體之造影感興趣區實質厚度資訊
H ROI ‧‧‧待測物體之造影感興趣區之等效厚度資訊
I 0 ‧‧‧數位X光偵檢裝置之空氣掃描像素值
I m ‧‧‧數位X光偵檢裝置之待測物感興趣區之預估量測像素值
I REF ‧‧‧數位X光偵檢裝置之參考人體感興趣區之像素值
P REF ‧‧‧數位X光偵檢裝置之感興趣區之預估平均像素值
P meas ‧‧‧數位X光偵檢裝置之感興趣區之量測平均像素值
μREF‧‧‧選定一參考物質的X光衰減係數
δhigh‧‧‧高限閾值
δlow‧‧‧低限閾值
第1圖為病患體型影響造影條件的示意圖。
第2圖為習用技術數位X光機的AEC自動曝露感測裝置。
第3圖為本發明一實施例的用於數位X光機的自動曝露控制系統的示意圖。
第4圖為本發明用於數位X光機的自動曝露控制方法的流程示意圖。
第5圖為第4圖中提供參數資料庫步驟的細部流程示意圖。
第6圖為空氣掃描像素值I 0 與空氣曝露指標值E 0 的關係示意圖。
第7圖為第4圖中得出造影曝光參數的細部流程示意圖。
第8圖為第7圖中判斷是否符合閾值條件的細部流程示意圖。
第9圖為第4圖產生X光至待測物體後的後續步驟流程圖。
以下謹結合附圖和實施例,對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案,而不能以此限制本發明的保護範圍。
第3圖為本發明一實施例的用於數位X光機的自動曝露控制系統的示意圖。請參閱第3圖。
本實施例的用於數位X光機的自動曝露控制系統100,用以對一待測物體20(如人體)進行造影。所述X光機可用於2維或3維影像照影,例如數位X光攝影(Digital Radiography,DR)、數位X光斷層合成攝影(Digital Tomosynthesis)或電腦斷層掃描(Computed Tomography,CT)等,但本發明不對此X光機的型態加以限制,用於數位X光機的自動曝露控制系統100包括 一X光源及其控制器110、一數位X光偵檢裝置120、一處理裝置130以及一深度感測裝置140。
X光源及其控制器110用以控制並發射出一X光,其中X光源控制器用以控制該X光管電壓與電流時間值。
在一實施例中,可設置準直儀(未繪示),利用準直儀來限制X光源及其控制器110發射的X光範圍以符合實際造影需求。
數位X光偵檢裝置120與X光源及其控制器110相距一距離,該距離端視實際設備配置情況而可調整,本發明不對此距離加以限制。本實施例的數位X光偵檢裝置120的材料與元件感測機制多樣化,舉例而言,所使用的閃爍材料有GOS、CsI(Tl)、CsI(Na)等材料,所使用的光感測有TFT、CMOS、CCD等技術,甚至是可以採用直接感測式半導體材料如a-Se等。
在一實施例中,可設置一鉛柵單元(未繪示)位於數位X光偵檢裝置120與待測物體20之間,並緊貼數位X光偵檢裝置120表面,鉛柵單元用以減少通過待測物體20X光的散射量,以提升影像品質。
處理裝置130連接於X光源及其控制器110、數位X光偵檢裝置120與深度感測裝置140,處理裝置130具有一參數資料庫。
本實施例的深度感測裝置140例如為一深度照相機(如3D Time-of-Flight camera,depth-sensingcamera等)、一雷射距離感測器或一超音波距離感測器,然,本發明不對所述深度感測裝置的實施態樣加以限制,只要是可以達到距離量測裝置的構件均屬本專利範疇內。
第4圖為本發明用於數位X光機的自動曝露控制方法的流程 示意圖。以下配合第4圖,來說明本發明用於數位X光機的自動曝露控制方法。請參閱第3圖及第4圖。
本實施例所提的用於數位X光機的自動曝露控制方法S100,用以對一待測物體20進行造影,用於數位X光機的自動曝露控制方法S100包括以下步驟S110~S140。
進行步驟S110,提供一參數資料庫。
如第3圖所示,在造影前,數位X光偵檢裝置120經過校正(如幾何校正、均勻校正)後,在改變X光管電壓、X光電流時間值的條件下,依據待測物體20(如人體)之各造影感興趣區(region of interest,ROI)22(如胸腔、頭顱),以適當假體(phantom)量測或是利用蒙地卡羅數位假體模擬(Monte Carlo digital phantom simulation),以建立參考物體(如參考人)之參數資料庫。
詳細而言,如第5圖所示,第5圖為第4圖中提供參數資料庫步驟的細部流程示意圖。
首先,進行步驟S112,建立一第一參數對照表及一第二參數對照表。
在未有待測物體20的情況下,在不同的管電壓的條件下,建立第一參數對照表,第一參數對照表包含至少一空氣掃描像素值(pixel value)I 0 與至少一空氣曝露指標值(air kerma)E 0 ,而第一參數對照表中顯示各個空氣掃描像素值I 0 ,以及對應各個空氣掃描像素值I 0 的空氣曝露指標值E 0 。在本實施例中,如第6圖所示,第6圖為空氣掃描像素值I 0 與空氣曝露指標值E 0 的關係示意圖,由第6圖可知,對一特定kV,各空氣掃描像素值I 0 與 各空氣曝露指標值E 0 成線性正比關係。換言之,空氣掃描像素值I 0 的數值越大,而空氣曝露指標值E 0 的數值也隨之變大。
第二參數對照表包含至少一參考物體感興趣區部位的等效厚度(equivalent thickness)H REF ,該等效厚度H REF 值會隨X光能量與待測物材質組成而不同。待測物材質常見以μ/ρ單位物體密度的X光質量衰減係數(mass attenuation coefficient)表示,其值可查表美國國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)X光質量衰減係數資料庫而得之。X光子數進入待測物體後因該物質μ/ρ及其厚度影響,使得穿透物體的剩餘光子數減少,如下式, 其中N 0為進入待測物體的總X光子數、N為穿透物體的剩餘光子數、En為X光子能量、△d為穿透物體的厚度,X光子能量En max 與管電壓設定有關。如一待測物體,其物質組成屬非均質性(heterogeneous), 那麼X光穿透總厚度非均質的物體,其轉換為參考物質等效厚度 H REF 如下, 其中,μ REF (En)為參考物質,例如水(water),在X光能量為En時的衰減係數。第二參數對照表需預先在不同管電壓的情況下,根據參考物體各部位的(μ/ρ) i 及其幾何分布建立之。
接著,進行步驟S114,建立一第三參數表。
第三參數對照表包含至少一參考物體感興趣區部位的曝露 指標值E REF 與相對應之至少一數位X光偵檢裝置之像素值I REF 。參考AAPM-116的建議,以假體量測或是利用蒙地卡羅模擬,於不同X光管電壓、參考物體的不同部位k(body parts)與造影視角v(view)等已知條件下做出完整的參考資料庫。第三參數對照表中顯示不同X光管電壓下,參考物體各感興趣區部位與造影視角的曝露指標值E REF (k,v),以及對應參考物體感興趣區與造影視角的數位X光偵檢裝置之像素值I REF (k,v)。在本實施例中,對一特定X光管電壓,參考物體感興趣區的曝露指標值E REF 與參考物體感興趣區在數位X光偵檢裝置之像素值I REF 成線性正比關係。換言之,參考物體各部位的曝露指標值E REF 的數值越大,而參考物體感興趣區在數位X光偵檢裝置之像素值I REF 的數值也隨之變大。
上述預先建立參數資料庫後,如第4圖所示,進行步驟S120,藉由一深度感測裝置140偵測待測物體20之造影感興趣區22並獲取一厚度資訊H ROI
深度感測裝置140用以偵測待測物體20的一待測物體之造影感興趣區22(如胸腔)並獲取一厚度資訊H ROI ,所述H ROI 係為待測物體20之造影感興趣區22實質厚度資訊D ROI 之等效厚度資訊。待測物體(人體)20之造影感興趣區22實質厚度資訊D ROI 可由深度感測裝置量測而得,待測物體之造影感興趣區之等效厚度資訊H ROI 則由厚度資訊D ROI 及下式計算取得, 其中D REF 為相對應造影感興趣區22之參考物體感興趣區的實質厚度資訊,H REF 為該D REF 之等效厚度資訊。換言之,當測量參考點不變時,所述厚度資訊H ROI 的數值大小會隨著待測物體20的體型大小以及待測物體之造影感興 趣區22的部位位置而有所改變。
進行步驟S130,根據厚度資訊H ROI 與參數資料庫計算比較後而得出一組造影曝光參數,亦即一管電壓及一管電流時間值。
如第4圖所示,處理裝置130接收深度感測裝置140的厚度資訊D ROI 並計算H ROI H ROI 與參數資料庫計算比較後而得出一組造影曝光參數。
詳細而言,請參閱第7圖,第7圖為第4圖中得出一組造影曝光參數的細部流程示意圖。
首先,進行步驟S131,提供一初始之管電壓及一電流時間值,此初始值可為對應參考物體(參考人體)感興趣區的一管電壓及一電流時間值建議,亦即 kV=kV REF ,,但不限定。
mAs=mAs REF ,依據該管電壓及該電流時間值,該第一參數對照表具有對應的空氣掃描像素值I 0 與空氣曝露指標值E 0
進行步驟S132,計算一預估量測像素值I m ,所述預估量測像素值I m 為依據空氣掃描像素值I 0 、選定參考物質(例如水)之X光衰減係數μ REF 、待測物體感興趣區等效厚度資訊H ROI 而得出,而預估量測像素值I m 關係式如下所述:,其中k表示特定身體部位(如本實施例所指涉的待測物體之造影感興趣區22)、v表示造影視角,mAs表示電流時間值,其中mA表示管電流(單位:毫安培),而s表示X光曝光時間(單位:秒)。
進行步驟S133,計算一照射待測物體的感興趣區曝露指標值E m ,所述照射待測物體感興趣區的曝露指標值E m 可依據參考物體相對應感興趣區的曝露指標值E REF 、預估量測像素值I m 與參考物體相對應感興趣區的像素值I REF 計算得出,而照射待測物體的感興趣區曝露指標值E m 關係式如下所述:E m (k,v)=E REF (k,vI m (k,v)/I REF (k,v),其中E REF I REF 為參考預先建立之第三參數表。
進行步驟S134,藉由一曝露偏差指標值(Deviation index,DI)來判斷是否符合一閾值條件,所述曝露偏差指標值DI為藉由比較照射待測物體的感興趣區曝露指標值E m 的計算預估與預先建立的參考物體相對應感興趣區的曝露指標值E REF 的差異或比值而來,曝露偏差指標值DI關係式可以如下式所述,但不以此為限:DI=10×logl0(E m (k,v)/E REF (k,v))。
進行步驟S135,若曝露偏差指標值DI符合閾值條件,該管電壓及電流時間值組合為造影曝光參數。
詳細而言,請參閱第8圖,第8圖為第7圖中判斷是否符合閾值條件的細部流程示意圖。
首先,進行步驟51351,若曝露偏差指標值DI介於一高限閾值δ high 與一低限閾值δ low 之間,亦即δ low <DI<δ high ,此時曝露偏差指標值DI符合閾值條件。
換句話說,上述高限閾值δ high 與低限閾值δ low 即為判斷曝露偏差指標值DI是否符合閾值條件的停止條件。若曝露偏差指標值DI介於一高 限閾值δ high 與一低限閾值δ low 之間,則停止計算,輸出步驟S131提供管電壓及電流時間值作為造影曝光參數。
在一實施例來說,高限閾值δ high 為+0.1,而低限閾值δ low 為-0.1的條件下,如照射待測物體感興趣的曝露指標值E m 與相對應參考物體部位的曝露指標值E REF 的比值介於0.977至1.023之間,則曝露偏差指標值DI的判斷式會停止計算,並輸出步驟S131中提供管電壓及電流時間值作為造影曝光參數,然,本發明不對高限閾值與低限閾值加以限制,端視實際情況而可調整高限閾值與低限閾值的條件。
進行步驟S1353,若曝露偏差指標值DI不在高限閾值δ high 與低限閾值δ low 之間,調整管電流並重新判斷曝露偏差指標值DI來判斷是否符合閾值條件。
詳細而言,若此時曝露偏差指標值DI的數值為正,則降低電流時間值的數值,並重新回歸到步驟S130及步驟S131至S135來判斷曝露偏差指標值DI來判斷是否符合閾值條件。反之,若此時曝露偏差指標值DI的數值為負,則提高電流時間值的數值,並重新回歸到步驟S130及步驟S131至S135來判斷曝露偏差指標值DI來判斷是否符合閾值條件。
進行步驟S1355,若調整電流時間值後無法符合曝露偏差指標值DI在高限閾值δ high 與低限閾值δ low 之間,則調整管電壓。
換句話說,在預設一定範圍內的電流時間值均不能滿足曝露偏差指標值DI符合閾值條件的狀況下,則再回歸步驟S131來調整管電壓,同理,若此時曝露偏差指標值DI的數值為正,則降低管電壓的數值,並重新回歸到步驟S130及步驟S131至S135來判斷曝露偏差指標值DI來判斷是否 符合閾值條件。反之,若此時曝露偏差指標值DI的數值為負,則提高管電壓的數值,並重新回歸到步驟S130及步驟S131至S135來判斷曝露偏差指標值DI來判斷是否符合閾值條件。
進行步驟S1357,若調整管電壓後仍無法符合曝露偏差指標DI在高限閾值δ high 與低限閾值δ low 之間,停止判斷曝露偏差指標值DI是否符合閾值條件。換句話說,經由步驟S1357調整管電壓後,仍超出預設一定範圍,則停止計算,並建議依習用作法由使用者根據經驗輸入管電壓與電流時間值。
經由上述步驟而可得到建議的管電壓與電流時間值來作為造影曝光參數後,請復參閱第4圖。進行步驟S140,依據造影曝光參數而產生一X光至待測物體20。
如第3圖所示,處理裝置130提供造影曝光參數至X光源及其控制器110,X光源及其控制器110依據該造影曝光參數而產生一X光至待測物體20,並由數位X光偵檢裝置120感測。
上述步驟S140後,造影實施時,本實施例所提的用於數位X光機的自動曝露控制方法S100更包括以下步驟S150,並請參閱第9圖,第9圖為第4圖產生X光至待測物體後的後續步驟流程圖,主要做為確保前述步驟獲得之造影曝光參數設定在實際造影時可限制於一安全範圍內。
進行步驟S150,量測數位X光偵檢裝置120以獲取一感興趣區之量測平均像素值P meas
進行步驟S160,比較數位X光偵檢裝置之感興趣區量測平均像素值P meas 與感興趣區之預估平均像素值P REF 而得出一比較差異值,其中 P REF 為感興趣區內所有預估量測像素值I m 取其平均。
進行步驟S170,若比較差異值大於一預定值時,停止產生輸出X光,以確保前述步驟獲得之造影曝光參數設定在實際造影時可限制於一安全範圍內。
綜上所述,在本發明所提出的用於數位X光機的自動曝露控制系統與方法中,搭配數位X光偵檢裝置,並利用深度感測裝置來偵測待測物體(如人體)的造影感興趣區(如胸腔)而獲取厚度資訊,接著根據厚度資訊與預先建立好的參數資料庫計算比較後而得出造影曝光參數,如此便能依據造影曝光參數而產生X光至待測物體,藉以實現自動曝露控制。
此外,本發明不須要額外安裝單一或多通道AEC曝露感測器,故造影感興趣區不須受到AEC劑量計位置及數目的限制,待測物體之造影感興趣區可由使用者任意決定之。
另外,本發明也不需要事先進行預造影掃描,故對病患不會產生額外輻射劑量。並且,本發明能夠提供針對病患的個人化造影曝光參數,而能使用最小的輻射劑量來產生清晰影像,即能達到低輻射高品質的目的。
進一步地,本發明於造影實施時,即時監測與造影有待測物體之造影感興趣區對應的數位X光偵檢裝置以獲取一量測平均像素值,並將該量測平均像素值與數位X光偵檢裝置之平均像素值做差異比較,若差異比較大於一預定值時,停止產生輸出X光。
以上所述,乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段的較佳實施方式或實施例而已,並非用來限定本發明專利實施的範圍。 即凡與本發明專利申請範圍文義相符,或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾,皆為本發明專利範圍所涵蓋。
S100‧‧‧用於數位X光機的自動曝露控制方法
S110~S140‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種用於數位X光機的自動曝露控制系統,用以對一待測物體進行造影,該用於數位X光機的自動曝露控制系統包括:一X光源及其控制器,其中該X光源控制器用以控制該X光管電壓與電流時間值;一數位X光偵檢裝置;一深度感測裝置;一處理裝置,連接於該X光源控制器、該數位X光偵檢裝置與該深度感測裝置,該處理裝置具有一參數資料庫,該深度感測裝置用以偵測該待測物體之造影感興趣區並獲取一厚度資訊,該處理裝置接收該深度感測裝置的該厚度資訊並根據該厚度資訊與該參數資料庫計算比較後而得出一造影曝光參數,該處理裝置提供該造影曝光參數至該X光源控制器,依據該造影曝光參數而產生一X光至該待測物體,並由該數位X光偵檢裝置感測,其中該參數資料庫包含至少一空氣掃描像素值、至少一空氣曝露指標值、至少一參考物體感興趣區部位的等效厚度、至少一X光衰減係數、至少一參考物體感興趣區部位的曝露指標值及至少一數位X光偵檢裝置之平均像素值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於數位X光機的自動曝露控制系統,其中該深度感測裝置為一深度照相機、一雷射距離感測器或一超音波距離感測器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於數位X光機的自動曝露控制系統,其中該厚度資訊係為該待測物體之造影感興趣區實質厚度資訊之等效厚度資訊,該待測物體之造影感興趣區實質厚度資訊由該深度感測裝置量測而得。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於數位X光機的自動曝露控制系統,其中各該空氣掃描像素值與各該空氣曝露指標值成線性正比關係,各該參考物體感興趣區部位的曝露指標值與各該數位X光偵檢裝置之像素值成線性正比關係。
  5. 一種用於數位X光機的自動曝露控制方法,用以對一待測物體進行造影,該用於數位X光機的自動曝露控制方法包括以下步驟:提供一參數資料庫,其中提供該參數資料庫,包括以下步驟:建立一第一參數對照表及一第二參數對照表,其中該第一參數對照表包含至少一空氣掃描像素值與至少一空氣曝露指標值,各該空氣掃描像素值與各該空氣曝露指標成線性正比關係,該第二參數對照表包含至少一參考物體感興趣區部位的等效厚度資訊;及建立一第三參數對照表,其中該第三參數對照表包含至少一參考物體感興趣區部位的曝露指標值與至少一數位X光偵檢裝置之像素值,各該參考物體各部位的曝露指標值與各該數位X光偵檢裝置之像素值成線性正比關係;藉由一深度感測裝置偵測該待測物體之造影感興趣區並獲取一厚度資訊;根據該厚度資訊與該參數資料庫計算比較後而得出一組造影曝光參數;以及依據該造影曝光參數而產生一X光至該待測物體,並由該數位X光偵檢裝置感測。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用於數位X光機的自動曝露控制方法,其中藉由該深度感測裝置偵測該待測物體之造影感興趣區並獲取該厚度資訊的步驟,更包括以下步驟: 提供一初始之管電壓及一電流時間值,其中依據該管電壓及該電流時間值,該第一參數對照表具有對應的該空氣掃描像素值與該空氣曝露指標值;計算一預估量測像素值,其中該預估量測像素值為依據該空氣掃描像素值、選定參考物質之X光衰減係數、待測物造影感興趣區等效厚度資訊與相對應參考物體感興趣區的等效厚度資訊而得出;計算一照射待測物體感興趣區的曝露指標值,其中該照射待測物體感興趣區的曝露指標值為依據該空氣曝露指標值、該預估量測像素值與該空氣掃描像素值而得出;藉由一曝露偏差指標值來判斷是否符合一閾值條件,其中該曝露偏差指標值為藉由比較該照射待測物體感興趣區的曝露指標與預先建立的相對應該參考物體感興趣區的曝露指標值的差異或比值而來;以及若該曝露偏差指標值符合該閾值條件,該管電壓及該電流時間值組合為該造影曝光參數。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之用於數位X光機的自動曝露控制方法,其中藉由該曝露偏差指標值來判斷是否符合該閾值條件的步驟,更包括以下步驟:若該曝露偏差指標值介於一高限閾值與一低限閾值之間,則該曝露偏差指標值符合該閾值條件;若該曝露偏差指標值不在該高限閾值與該低限閾值之間,調整該電流時間值並重新判斷該曝露偏差指標值來判斷是否符合該閾值條件;若調整電流時間值後無法符合該曝露偏差指標值在該高限閾值與該低限閾值之間,則調整該管電壓;以及若調整管電壓後仍無法符合該曝露偏差指標在該高限閾值與該低 限閾值之間,停止判斷該曝露偏差指標值是否符合該閾值條件。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之用於數位X光機的自動曝露控制方法,其中若該曝露偏差指標值不在該高限閾值與該低限閾值之間的步驟,更包括以下步驟:若該曝露偏差指標值的數值為正,則降低該電流時間值的數值,若該曝露偏差指標值的數值為負,則提高該電流時間值的數值。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之用於數位X光機的自動曝露控制方法,其中依據該造影曝光參數而產生該X光至該待測物體的步驟後,更包括以下步驟:量測該數位X光偵檢裝置以獲取一感興趣區之量測平均像素值;比較該數位X光偵檢裝置之感興趣區量測平均像素值與感興趣區之預估平均像素值而得出一比較差異值;以及若該比較差異值大於一預定值時,停止產生輸出該X光。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3387997B1 (en) * 2017-04-13 2020-02-26 Siemens Healthcare GmbH Medical imaging device and method controlling one or more parameters of a medical imaging device
JP6875954B2 (ja) * 2017-08-08 2021-05-26 株式会社日立製作所 医用画像診断装置、及び画像処理方法
US10973489B2 (en) * 2017-09-29 2021-04-13 General Electric Company CT imaging system and method using a task-based image quality metric to achieve a desired image quality
CN110755105B (zh) * 2018-07-26 2023-12-08 台达电子工业股份有限公司 检测方法及检测***
CN109276266A (zh) * 2018-09-19 2019-01-29 晓智科技(成都)有限公司 一种根据厚度值进行x光成像剂量确定方法
CN109247948A (zh) * 2018-09-19 2019-01-22 晓智科技(成都)有限公司 一种基于x光的精准测量成像***
CN111134698B (zh) * 2018-11-02 2024-04-23 上海西门子医疗器械有限公司 X线影像设备的曝光剂量调节方法及x线影像设备
CN110269635B (zh) * 2019-07-09 2023-05-02 北京友通上昊科技有限公司 X射线成像设备的自动曝光参数的计算方法及装置
JP7344769B2 (ja) * 2019-11-22 2023-09-14 キヤノン株式会社 放射線検出装置及び出力方法
CN111272780B (zh) * 2020-02-12 2023-05-26 京东方科技集团股份有限公司 一种x光图像的采集方法及x光采集***
CN113679401A (zh) * 2020-05-18 2021-11-23 西门子(深圳)磁共振有限公司 成像控制方法及***、成像***和存储介质
CN111935424B (zh) * 2020-08-02 2022-10-14 珠海一微半导体股份有限公司 一种tof模块的积分时间自适应调节方法及其控制***
EP4218584A4 (en) 2020-09-25 2024-03-13 FUJIFILM Corporation ADJUSTMENT DEVICE, ADJUSTMENT METHOD AND ADJUSTMENT PROGRAM
CN114384802B (zh) * 2021-12-30 2023-12-05 苏州博思得电气有限公司 一种x光设备的控制方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200529794A (en) * 2004-03-03 2005-09-16 Chi-Wen Hsieh Method of automatically evaluating age of bone and skeleton via hand X-ray photograph
CN104146724A (zh) * 2014-08-29 2014-11-19 重庆邮电大学 一种数字x光机自动曝光控制方法及装置
TW201542173A (zh) * 2014-05-14 2015-11-16 Swissray Asia Healthcare Company Ltd 結合深度攝影機之診療設備準直儀自動調節裝置及方法
TW201542170A (zh) * 2014-05-14 2015-11-16 Swissray Asia Healthcare Company Ltd 結合深度攝影機的x光機曝光參數自動控制裝置及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6454460B1 (en) * 1998-09-08 2002-09-24 Naganathasastrigal Ramanathan System and method for evaluating and calibrating a radiation generator
DE19903749A1 (de) * 1999-01-30 2000-08-03 Philips Corp Intellectual Pty Röntgen-Diagnostikeinrichtung mit Mitteln zur Bestimmung der Dosis
US6233310B1 (en) * 1999-07-12 2001-05-15 General Electric Company Exposure management and control system and method
US9433395B2 (en) * 2012-07-12 2016-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray imaging apparatus and method for controlling X-ray imaging apparatus
US9904998B2 (en) * 2012-08-27 2018-02-27 Koninklijke Philips N.V. Patient-specific and automatic x-ray system adjustment based on optical 3D scene detection and interpretation
US10456102B2 (en) * 2013-11-27 2019-10-29 Washington University Automated apparatus to improve image quality in x-ray and associated method of use
US10285661B2 (en) * 2015-09-18 2019-05-14 Varian Medical Systems International Ag Automatice exposure control for x-ray imaging
JP6342437B2 (ja) * 2016-02-22 2018-06-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 放射線断層撮影システム及びその制御プログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200529794A (en) * 2004-03-03 2005-09-16 Chi-Wen Hsieh Method of automatically evaluating age of bone and skeleton via hand X-ray photograph
TW201542173A (zh) * 2014-05-14 2015-11-16 Swissray Asia Healthcare Company Ltd 結合深度攝影機之診療設備準直儀自動調節裝置及方法
TW201542170A (zh) * 2014-05-14 2015-11-16 Swissray Asia Healthcare Company Ltd 結合深度攝影機的x光機曝光參數自動控制裝置及方法
CN104146724A (zh) * 2014-08-29 2014-11-19 重庆邮电大学 一种数字x光机自动曝光控制方法及装置

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