基于部位预判的X射线成像方法、控制装置及存储介质

技术领域

本发明属于平板探测器成像技术领域，特别是涉及一种基于部位预判的X射线平板探测器成像方法、控制装置及存储介质。

背景技术

X射线具有穿透物质的本领，但对不同物质它的穿透本领不同；能使分子或原子电离；有破坏细胞作用，人体不同组织对于X射线的敏感度不同，受损害程度也不同。因此，X射线能使人体在荧屏上或胶片上形成影像，是基于人体组织有密度和厚度的差别。其中，数字化X射线成像技术(Computed Radiography，即CR)采用影像板代替传统的胶片/增感屏来记录X射线，再用激光激励影像板，通过专用的读出设备读出影像板存储的数字信号，之后再用计算机进行处理和成像；直接数字化X射线成像技术(Direct Radiography，即DR)，DR技术的探测器可以迅速将探测到的X射线信号直接转化为数字信号输出。

目前，临床拍摄过程中单张X光成像只能通过一个固定的剂量去拍摄身体的某个部位，成像部位很局限，如高剂量只适合拍摄高密度身体组织，低剂量只适合拍摄低密度身体组织。导致很多在拍摄身体不同部位的时候，会有过度接收剂量或接受剂量不足的情况发生，结果有些细节部位成像不完全或者过度曝光，有些需要医生专门针对观察的器官会在一个固定剂量下成像地不那么明显，或者被剂量过高所掩盖，不能针对某个特定地器官调节适当地剂量去拍摄并成像。例如，同一张成像图上，在某一固定剂量下，有的部位清晰可见，有的部位已经过曝光或者不能很好的穿透成像。因而，拍摄过程中需要观察的目标器官在一个固定剂量下成像存在不清晰的问题，进一步导致需要采用不同的剂量进行反复多次成像，不仅提高诊断成本，同时导致患者长时间暴露在X射线环境下，可能对人体健康造成危害。

因此，如何提供一种基于部位预判的X射线平板探测器成像方法、控制装置及存储介质以解决现有技术中的上述问题实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于部位预判的X射线平板探测器成像方法、控制装置及存储介质，用于解决现有技术中固定剂量成像难以得到理想的图像效果，不能针对某个特定地器官调节适当地剂量去拍摄并成像等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于部位预判的X射线平板探测器成像方法，所述成像方法包括步骤：

提供待拍摄物体；

对所述待拍摄物体进行预设剂量曝光得到预判图像，所述预判图像包括若干个不同的图像子区域，所述图像子区域为不同位置的拍摄图像；

对各个所述图像子区域进行比较以得到需要观察的目标部位的目标图像，并得到所述目标部位拍摄所需要的目标剂量；

对所述待拍摄物体进行所述目标剂量的曝光以得到所需图像。

可选地，得到所述预判图像后还包括步骤：调节所述平板探测器的FPGA参数改变平板探测器的灵敏度，以降低所述目标剂量的大小。

可选地，调节所述FPGA参数的方式包括调节电容以提高所述平板探测器的灵敏度。

可选地，基于各个所述图像子区域的X射线透过率判断所述目标图像。

可选地，基于所述目标图像的大小和X射线透过率判断所述目标部位的特征，以基于得到的所述特征判断所述目标剂量，其中，所述特征包括所述待拍摄物体的年龄。

可选地，得到所述所需图像后还包括对所述所需图像进行校正以得到显示图像的步骤，所述校正的方式包括本底校正及增益校正中的至少一种。

可选地，当所述待拍摄物体为人体时，所述图像子区域包括胸部图像区域、肩部图像区域、腹部图像区域、腰部图像区域、肺部图像区域以及胯部图像区域。

可选地，所述预设剂量的设定方式包括：所述预设剂量选定为临床剂量的1/15-1/5之间。

另外，本发明还提供一种控制装置，所述控制装置包括：

至少一个处理器；以及

与所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的所述计算机程序，以使所述控制装置执行如上述方案中任意一项所述的成像方法。

此外，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述方案中任意一项所述的成像方法。

相对于现有技术，本发明的基于部位预判的X射线平板探测器成像方法、控制装置及存储介质，通过进行预设剂量的曝光，可以对目标部位进行分析预判，在此基础上，进一步调整目标部位的射线剂量，还可以相应的调节PGA改变灵敏度，从而可以灵活的针对目标部位调节合适的射线剂量，还可以进一步降低拍摄剂量达到理想的拍摄效果。且本发明的方法可以不需要对硬件设计做改动，降低射线源的损耗，增加使用寿命，节约成本。

附图说明

图1显示为本发明基于部位预判的成像方法的一示例中得到的预判图像的示意图。

图2显示为本发明基于部位预判的成像方法的一示例的各步骤流程图。

图3显示为本发明基于部位预判的成像方法的一具体示例中图像预判采集集成模块图。

元件标号说明

100 预判图像

101、102、103、104、105、106、107 图像子区域

S1～S4 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。另外，本发明中使用的“介于……之间”包括两个端点值。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1-2所示，本发明提供一种基于部位预判的X射线平板探测器成像方法，是一种预判身体部位并根据所需要观察的位置的剂量自动调节相应的参数进行曝光的成像方法。可以解决现有技术中固定剂量成像难以得到理想的图像效果，不能针对某个特定地器官调节适当地剂量去拍摄并成像等问题。基于本发明的成像方法，可以在保证探测器正常上图的情况下，预判患者身体部位，根据不同的X光透过率等来判断患者年龄、拍摄部位大小以及拍摄部位所需剂量。还可以相应地调节PGA改变灵敏度，从而达到降低人体吸收X光的剂量的目的。另外，该方法不需要对硬件设计做改动，降低射线源的损耗，增加使用寿命，节约成本。

下面将结合附图详细说明本发明的X射线平板探测器成像方法。

首先，如图1中的S1所示，提供待拍摄物体。

具体的，所述待拍摄物体可以是人体，如可以是人体的一部分区域，包含多个器官。当然，也可以是其他需要检测的物体。即，本发明并不仅限于人体的医疗诊断，还可以用于其他诸如安检等X射线探测作业。本示例中，所述待拍摄物体选择为人体。

接着，如图1中的S2及图2所示，对所述待拍摄物体进行预设剂量曝光，得到预判图像100，所述预判图像100包括若干个不同的图像子区域101、102、103、104、105、106、107，所述图像子区域为不同位置的拍摄图像。

作为示例，所述图像子区域的划分方式可以是依据不同的器官进行划分，例如，图像子区域101、102、103、104、105、106、107分别代表不同的人体的器官。在其他示例中，还可以是按照尺寸进行划分，例如，以特定半径的圆形区域划分。当然，还可以是其他划分方式，依据实际拍摄的所述待拍摄物体的需求进行划分。本示例中，按照人体器官部位划分。

作为示例，所述预设剂量的设定方式包括：所述预设剂量选定为临床剂量的1/15-1/5之间。其中，所述临床剂量可以是对于需要拍摄的目标部位(如目标器官)本领域常用的剂量，当给定目标部位时，一般可以根据经验和常识得出该临床剂量。例如，本示例中，所述预设剂量选定为临床剂量的1/12、1/10、1/8。

作为一示例，所述预设剂量介于0.2uGy-0.3uGy之间，例如，0.22uGy、0.25uGy、0.28uGy，作为本发明的X射线平板探测器成像方法获取预判图像的所述预曝光剂量，可以有效的适用于包括人体或其他物质检测，可以在保证探测器正常上图的情况下进行预判。

接着，如图1中的S3所示，对各个所述图像子区域101、102、103、104、105、106、107进行比较以得到需要观察的目标部位的目标图像，并得到所述目标部位需要的目标剂量。

具体的，经过该步骤之后，得到所述目标部位以及对应的所述目标图像，还可以得到所述目标部位所需的目标剂量。例如，所述图像子区域106为经过比较之后得到的需要观察的目标部位的图像，为所述目标图像。在一具体示例中，如图2所示，当所述待拍摄物体为人体时，图像子区域包括胸部图像区域、肩部图像区域、腹部图像区域、腰部图像区域、肺部图像区域以及胯部图像区域。其中，肺部为所述目标部位，肺部图像区域为所述目标图像。

作为示例，基于各个所述图像子区域的X射线透过率判断所述目标图像。也就是说，得到所述预设剂量曝光下的所述预判图像之后，对各个图像子区域101、102、103、104、105、106、107的透过率进行分析，当然，还可以进一步结合本领域的经验，可以确定出哪一个图像区域为需要观察的目标部位的成像图像。其中，不同的器官的X射线的吸收率不同，通过对应的透过率来判断所述目标部位，简单有效。

在进一步示例中，当确定出所述目标部位后，可以基于其本身的特性得到所述目标剂量。当然，还可以进一步基于所述目标部位的所述目标图像的特征来得到所述目标剂量。例如，在一示例中，基于所述目标图像的大小和X射线透过率判断所述目标部位的特征，以基于得到的所述特征判断所述目标剂量，其中，所述特征包括待拍摄物体的年龄。例如，根据透过率来判定身体各部位的大概位置，并对各个部位的大小和透过率来判断当前患者是老人还是小孩，或者是其他年龄段的成年人，从而得出所述目标剂量。

另外，在一示例中，得到所述预判图像后还包括步骤：调节所述平板探测器的FPGA参数改变平板探测器的灵敏度，以降低所述目标剂量的大小。

具体的，本发明的方案中，由FPGA控制图像采集的过程，并由ARM控制探测器配置与数据传输，其中，当得到所述预判图像后，即得到所述目标部位及其对应的所述目标图像之后，可以基于目标图像的特征(大小、吸收率等)调整相应的参数，例如，在一示例中，调节所述FPGA的方式包括调节电容，以提高所述平板探测器的灵敏度，从而降低所述目标剂量的大小，即，在得到清晰的所需的图像是采用较少的目标剂量。也就是说，基于该步骤的方式，可以根据所需观察的器官的不同吸收率来调节相应的参数，以实现降低剂量目的另外，在其他示例中，还可以包括基于现有方法对得到的所述目标部位进行锁定的步骤。

最后，如图1中的S4所示，对所述待拍摄物体进行所述目标剂量的曝光以得到所需图像。

作为示例，得到所述所需图像后还包括对所述所需图像进行校正以得到显示图像的步骤，所述校正包括本底校正及增益校正中的至少一种。校正方式可以采用现有方式进行校正。

具体的，该步骤中，在得到所述预判图像的基础上选用前述步骤得到的所述目标剂量进行曝光成像，从而可以得到需要的成像效果。

本发明的技术方中，通过预设剂量(选择为小剂量)预采集身体部位初判，通过预先的小剂量曝光，根据透过率来判定身体各部位的大概位置，并对各个部位的大小和透过率来判断当前患者是老人还是小孩，或者是其他年龄段的成年人。并针对医生预先选好需要观察的特定目标部位进行锁定和调整相应的参数(如PGA、灵敏度)。第二次曝光时，针对特定的部位加以适当目标剂量的自动曝光控制，达到以更少的剂量来呈现最好的图像效果。

另外，如图3所示，本发明还提供一种图像预判采集系统集成模块图，按功能模块区分来说，成像系统包括依次进行信号通讯的X射线预曝光模块201、第一信号转换模块202、信号读出处理预判模块203、X射线曝光模块204、第二信号转换模块205、信号读出处理模块206、校正模块207以及图像显示模块208。其中，进一步地，X射线预曝光模块201进行预设剂量的曝光，第一信号转换模块202包括基于闪烁体和TFT面板进行信号转换，信号读出处理预判模块203用于进行信号读出、放大、模数转换以及预判身体部位，X射线曝光模块204用于进行目标剂量的曝光，第二信号转换模块205包括基于闪烁体和TFT面板进行信号转换，信号读出处理模块206用于进行信号读出、放大、模数转换，校正模块207用于进行本底校正和增益校正，图像显示模块208用于进行校正后显示图像的显示。

基于上述方案，本发明使得，当患者第一次接受低剂量预曝光时，根据人身体部位结构分布，可以预先判别医生所需要观察的器官位置，即，探测器接受到的不同位置的不同剂量可以大概判断出该患者身体结构的具体方位和该患者的年龄段；根据医生预先需要观察的身体部位来调整相应的参数来调节第二次正式曝光的剂量，此时可以避免过度接受剂量或接受剂量不足的情况，用以最适合该身体部位的剂量以及调整探测器的灵敏度和动态范围来降低该剂量且不影响图像质量。也就是说，探测器估计该器官所需要的剂量自动调节相应的PGA改变灵敏度，最终以适当的剂量，针对所需要观察的器官进行曝光，避免了患者接收不必要的剂量。本发明本着以患者角度出发、以最少的剂量实现成像效果最大化的目标，减少拍摄次数，降低拍摄剂量，让低剂量的拍摄实现最精准的部位呈现，不仅不会出现各种过曝或者因剂量不足导致的采集信息不全面，而且不需要手动进行多次的剂量调整和拍摄人员的重复拍摄工作，能够极大地减少患者所吸收的剂量，降低人力物力成本，提高效率。

另外，本发明还提供一种控制装置，所述控制装置包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的存储器；其中：

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述存储器存储的所述计算机程序，以使所述控制装置执行如上述方案中任意一项所述的成像方法。

具体地，所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。所述存储器包括ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，应理解以上模块的各个功能单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分通过处理元件调用软件的形式实现，部分通过硬件的形式实现。其中所述控制装置可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上控制模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法各步骤或以上各模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

此外，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述方案中任意一项所述的成像方法。具体地，所述存储介质包括ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本发明的基于部位预判的X射线平板探测器成像方法、控制装置及存储介质，通过进行预设剂量的曝光，可以对目标部位进行分析预判，在此基础上，进一步调整目标部位的射线剂量，还可以相应的调节PGA改变灵敏度，从而可以灵活的针对目标部位调节合适的射线剂量，还可以进一步降低拍摄剂量达到理想的拍摄效果。且本发明的方法可以不需要对硬件设计做改动，降低射线源的损耗，增加使用寿命，节约成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。