一種成像設備的自動曝光控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種成像設備的自動曝光控制方法及裝置。本發明采用了兩次曝光過程，并對預曝光圖像進行處理，對受檢部位組織區域的圖像灰度值進行統計，將灰度均值與推薦值的比值作為計算二次曝光參數（mA值或者曝光時間值）的主要依據，同時利用灰度最大值和最小值對調整后的圖像灰度范圍進行限定，確保二次曝光能夠獲得較高質量的圖像，同時能夠降低受檢者所受的X射線輻射。而且本發明采取了比信噪比更直接的圖像灰度值統計量進行曝光參數估計，對于各種圖像均可以獲得較好的處理結果，提高了自動曝光控制的準確性。
【專利說明】一種成像設備的自動曝光控制方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及成像設備的自動曝光控制，尤其涉及一種基于兩次曝光的控制方法及
裝直。
【背景技術】
[0002]自動曝光控制系統在基于X射線進行成像診斷的設備中，目的在于保證圖像質量的同時，盡量降低X射線曝光的劑量，對受檢者進行保護。在X射線源端，可以對曝光劑量進行控制的參數有:1)球管陰極與陽極之間的偏置電壓；常用kv (千伏)值表示；2)球管的管電流，常用mA (毫安)值表示；3)—次曝光持續時間，常用時間值s (秒)表示。考慮到臨床受檢者的體型存在很大差異(如肥胖型、瘦小型、嬰幼兒等)，而且每次檢查的身體部位也可能不同，所以單純依靠臨床物理師憑經驗設置的曝光參數進行成像，其曝光劑量往往不是最優的。帶來的影響是:如果曝光劑量過高，則受檢者將承受過多的X射線照射，罹患重大疾病的風險增大；而如果曝光劑量過低，獲得的圖像質量較差，會嚴重影響醫生的臨床診斷。因此，實現智能化的曝光劑量控制對于X射線來說至關重要。
[0003]目前已經有至少兩種實現自動曝光控制的方法。其中一種是通過在成像探測器表面設置電離室，可以使用一個或者多個電離室模塊，通過電離室感應X射線直射以及穿過受檢者特定部位后的強度變化，從而對采集圖像的增益進行校正。另外一種不通過增加電離室等硬件模塊，而單純通過軟件方式實現自動曝光劑量的控制，典型的如專利US6459765所示。該方法增加一次低劑量的預曝光過程，在計算機端對獲取的預曝光圖像進行處理，計算受檢者身體部位的信噪比，通過將該計算值與系統推薦的理想信噪比進行比較，計算二者的比值，并將該比值作用于預曝光設定的mA值或者曝光時間值s上，實現對mA值或者曝光時間值s的調節，然后實施第二次曝光并采集圖像。
[0004]上述兩種自動曝光控制方法各有不足。采用電離室的方法缺點在于，這些電離室覆蓋于成像探測器前表面，造成了 X射線的額外衰減，會影響電離室覆蓋區域的探測器單元對X射線的捕獲。這就要求電離室模塊應做的足夠小，或者對X射線的衰減盡量小，以減少對探測器成像的影響。這樣的要求會使得電離室的硬件制造成本增加，并且也會影響電離室對X射線探測的精度。而專利US6459765的方法缺點在于，采用信噪比作為評價標準，不僅要統計圖像中組織區域的信號強度，還要統計非組織區域的噪聲水平，從而實現對預曝光圖像信噪比的評價。一旦組織區域的投影圖像覆蓋整個探測器表面，對噪聲的估計將比較困難，會影響自動曝光控制的準確性。
[0005]上述問題也同樣出現在其他相類似的成像設備的自動曝光控制系統中。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種成像設備的自動曝光控制方法及裝置，以解決上述問題，提高自動曝光控制的準確性。
[0007]基于上述目的，本發明實施例提供了一種成像設備的自動曝光控制方法，該方法包括:
[0008]控制單元配置預曝光參數并將所述預曝光參數發送至光信號發生器；
[0009]所述光信號發生器根據所述預曝光參數產生預曝光光信號；
[0010]光信號探測器根據所述預曝光光信號形成預曝光圖像并將所述預曝光圖像發送至所述控制單元；
[0011]所述控制單元對所述預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值I_n，計算預設的組織區域的灰度值的均值I_n’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的均值Imean的比值R1，并根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據所述比值R2確定二次曝光參數并發送所述二次曝光參數至光信號發生器；
[0012]所述光信號發生器根據所述二次曝光參數產生二次曝光光信號；
[0013]所述光信號探測器根據所述二次曝光光信號形成二次曝光圖像并將所述二次曝光圖像發送至所述控制單元；
[0014]所述預曝光參數和所述二次曝光參數均至少包括所述光信號發生器的偏置電壓、所述光信號發生器的電流和所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
[0015]優選的，根據所述預曝光參數得到的預曝光計量為正常曝光量的1/16~1/50。
[0016]優選的，所述對所述預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像的灰度值的最大值、最小值以及均值包括:
[0017]對所述預曝光圖像進行平滑降噪處理；
[0018]提取所述預曝光圖像的組織區域的邊界輪廓；
[0019]統計所述邊界輪廓內的圖像的灰度值的最大值、最小值和均值。
[0020]優選的，所述根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2包括:
[0021]若RlX1->Imax，或 RlXImin〈Imin ’，則調整 Rl 為 R2，其中 R2 X Ifflax < Ifflax'且R2X Imin>Imin，；
[0022]所述根據所述比值R2確定二次曝光參數包括根據所述比值R2確定所述光信號發生器的管電流和/或所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
[0023]優選的，所述根據所述比值R2確定二次曝光參數包括:
[0024]調整所述光信號發生器的電流為預曝光參數中的所述光信號發生器的電流的R2倍，將調整后的所述光信號發生器的管電流、預曝光參數中的所述光信號發生器的一次曝光持續時間和預曝光參數中的所述光信號發生器的偏置電壓一起確定為所述二次曝光參數；
[0025]或；
[0026]調整所述光信號發生器的一次曝光持續時間為預曝光參數中的所述光信號發生器的一次曝光持續時間的R2倍，將調整后的所述光信號發生器的一次曝光持續時間、預曝光參數中的所述光信號發生器的管電流和預曝光參數中的所述光信號發生器的偏置電壓一起確定為所述二次曝光參數。
[0027]本發明實施例還提供了一種成像設備的自動曝光控制裝置，該裝置包括:光信號發生器、光信號探測器和控制單元；
[0028]所述控制單元，用于配置預曝光參數并將所述預曝光參數發送至所述光信號發生器；
[0029]所述控制單元，還用于對所述光信號探測器發送的預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值Im_，計算預設的組織區域的灰度值的均值I_n’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的均值I_n的比值R1，并根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據所述比值R2確定二次曝光參數并發送所述二次曝光參數至光信號發生器；
[0030]所述光信號發生器，用于根據所述預曝光參數產生預曝光光信號；
[0031]所述光信號發生器，還用于根據所述二次曝光參數產生二次曝光光信號；
[0032]所述光信號探測器，用于根據所述預曝光光信號形成預曝光圖像并將所述預曝光圖像發送至所述控制單元；
[0033]所述光信號探測器，還用于根據所述二次曝光光信號形成所述二次曝光圖像并將所述二次曝光圖像發送至所述控制單元；
[0034]所述預曝光參數和所述二次曝光參數均至少包括所述光信號發生器的偏置電壓、所述光信號發生器的管電流和所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
[0035]優選的，根據所述預曝光參數得到的所述預曝光計量為正常曝光量的1/16~1/50。
[0036]優選的，所述控制單元用于對所述預曝光圖像進行平滑降噪處理，提取所述預曝光圖像的組織區域的邊界輪廓并統計所述邊界輪廓內的圖像的灰度值的最大值、最小值和均值。
[0037]優選的，所述控制單元用于在RlXImax>Imax’或RlXImin〈Imin’時，調整Rl為R2，并根據所述比值R2確定所述光信號發生器的電流和/或所述光信號發生器的一次曝光持續時間；其中 R2XImax〈Imax，且 R2XImin>Imin’。
[0038]優選的，所述光信號發生器包括高壓發生器和球管；所述控制單元包括曝光控制盒、曝光手閘和圖像工作站；所述光信號探測器為平板X射線探測器；
[0039]其中，所述圖像工作站，用于配置所述預曝光參數并將所述預曝光參數發送至所述曝光控制盒；
[0040]所述圖像工作站，還用于對所述平板X射線探測器發送的預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值I_n，計算預設的組織區域的灰度值的均值I_n’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的均值Im_的比值R1，并根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據所述比值R2確定二次曝光參數并發送所述二次曝光參數至所述曝光控制盒；
[0041]所述曝光手閘，用于手動產生曝光使能信號并發送至所述曝光控制盒；
[0042]所述曝光控制盒，用于將所述預曝光參數、所述二次曝光參數和所述曝光使能信號發送至所述高壓發生器并控制所述平板X射線探測器同步采集圖像；
[0043]所述高壓發生器，用于在接收到所述曝光使能信號時，根據所述預曝光參數或所述二次曝光參數為所述球管提供偏置電壓以及管電流；
[0044]所述球管，用于根據所述預曝光參數或所述二次曝光參數產生X射線；
[0045]所述平板X射線探測器用于在接收到所述曝光使能信號時生成圖像并將所述圖像傳輸至所述圖像工作站。
[0046]本發明的有益效果是:
[0047]本發明通過對預曝光圖像進行處理，對受檢部位組織區域的圖像灰度值進行統計，將灰度均值與推薦值的比值作為計算二次曝光HiA值或者曝光時間值的主要依據，同時利用灰度最大值和最小值對調整后的圖像灰度范圍進行限定，確保二次曝光能夠獲得較高質量的圖像，同時能夠降低受檢者所受的X射線輻射。而且本發明采取了比信噪比更直接的圖像灰度值統計量進行曝光參數估計，對于各種圖像均可以獲得較好的處理結果，解決了專利US6459765在組織區域覆蓋整幅圖像時不能準確估計噪聲水平、造成信噪比計算可能出現較大誤差的問題，提高了自動曝光控制的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]圖1為基于X射線成像系統的自動曝光控制裝置結構圖；
[0049]圖2為基于X射線成像系統的自動曝光控制方法流程圖；
[0050]圖3為圖2中步驟S13的具體流程圖；
[0051]圖4為典型的X射線成像示意圖；
[0052]圖5提取圖像組織區域邊界示意圖；
[0053]圖6組織區域的邊界輪廓提取效果示意圖。
【具體實施方式】
[0054]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0055]本發明實施例一提供了一種成像設備的自動曝光控制裝置，該裝置包括:光信號發生器、光信號探測器和控制單元；
[0056]控制單元，用于配置預曝光參數并將預曝光參數發送至光信號發生器。
[0057]控制單元，還用于對光信號探測器發送的預曝光圖像進行處理，統計預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值Im_，計算預設的組織區域的灰度值的均值I_n’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的均值Inrean的比值R1，并根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Ifflax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據所述比值R2確定二次曝光參數并發送所述二次曝光參數至光信號發生器。
[0058]所述光信號發生器，用于根據所述預曝光參數產生預曝光光信號；
[0059]所述光信號發生器，還用于根據所述二次曝光參數產生二次曝光光信號；
[0060]所述光信號探測器，用于根據所述預曝光光信號形成預曝光圖像并將所述預曝光圖像發送至所述控制單元；
[0061]所述光信號探測器，還用于根據所述二次曝光光信號形成所述二次曝光圖像并將所述二次曝光圖像發送至所述控制單元；
[0062]所述預曝光參數和所述二次曝光參數均至少包括所述光信號發生器的偏置電壓、所述光信號發生器的管電流和所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
[0063]根據預曝光參數得到的預曝光劑量為正常曝光劑量的1/16~1/50，其中正常曝光量為現有的光信號發生器正常曝光時(只有一次曝光時)的曝光量
[0064]所述控制單元具體的用于對所述預曝光圖像進行平滑降噪處理，提取所述預曝光圖像的組織區域的邊界輪廓并統計所述邊界輪廓內的圖像的灰度值的Imax、最小值Imin以及均值Imean,并在Rl X Imax>Imax’或Rl X Imin〈Imin，時，調整Rl為R2，根據比值R2確定所述光信號發生器的電流和/或所述光信號發生器的一次曝光持續時間；其中R2X Imax〈Imax’且R2XImin〉Imin。
[0065]其中根據所述比值R2確定二次曝光參數可具體包括:
[0066]調整所述光信號發生器的電`流為預曝光參數中的所述光信號發生器的電流的R2倍，將調整后的所述光信號發生器的管電流、預曝光參數中的所述光信號發生器的一次曝光持續時間和預曝光參數中的所述光信號發生器的偏置電壓一起確定為所述二次曝光參數；``
[0067]或；
[0068]調整所述光信號發生器的一次曝光持續時間為預曝光參數中的所述光信號發生器的一次曝光持續時間的R2倍，將調整后的所述光信號發生器的一次曝光持續時間、預曝光參數中的所述光信號發生器的管電流和預曝光參數中的所述光信號發生器的偏置電壓一起確定為所述二次曝光參數。
[0069]以下以X射線成像系統的自動曝光控制裝置為例對本發明說明。
[0070]X射線成像系統的硬件組成結構如圖1所示。其中，高壓發生器11與球管12構成系統的X射線源組件，用于產生X射線。二者可以是分離器件，通過高壓密封線纜連接，也可以整合在一起構成一體化器件。高壓發生器11作為球管12的控制器件，通過與控制計算機或者控制器通信，為球管12提供偏置高壓以及燈絲電流，并對球管12的工作狀態進行監控。球管12作為被控器件，其內部有一真空管，在曝光狀態下，管內陰極持續產生熱電子，熱電子在陰極與陽極之間的偏置高壓作用下高速轟擊陽極靶(靶面一般為鎢材料)，從而產生X射線。X射線照射受檢者的待檢部位,一部分射線被待檢部位吸收,造成X射線的衰減，剩余的射線則到達X射線探測器13，實現對受檢者待檢部位的成像。X射線探測器13則感應穿過受檢者的X射線，將其轉換為電信號，并形成可被計算機處理的數字化灰度圖像。曝光控制盒14用于接收來自圖像工作站15以及曝光手閘16的控制指令，實現對X射線源與X射線探測器13的參數配置以及曝光過程控制。曝光手閘16僅用于手動產生曝光使能信號。圖像工作站15可以為成像系統配置參數，還可以接收來自X射線探測器13的圖像并進行處理。在自動曝光控制系統中，圖像工作站15需要根據預曝光圖像計算出二次曝光的優化劑量參數。
[0071]具體的，圖像工作站15，用于配置預曝光參數并將預曝光參數發送至曝光控制盒14，還用于對X射線探測器13發送的預曝光圖像進行處理，統計預曝光圖像的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值I_n，計算預設的灰度值的均值I_n’與預曝光圖像的灰度值的均值I_n的比值R1，并根據預設的灰度值的最大值Imax’與預曝光圖像的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據比值R2確定二次曝光參數并發送二次曝光參數至曝光控制盒14。
[0072]所述曝光控制盒14，用于將預曝光參數、二次曝光參數和曝光手閘16產生的曝光使能信號發送至高壓發生器11并控制X射線探測器13同步采集圖像；
[0073]高壓發生器11，用于在接收到曝光使能信號時，根據預曝光參數或所述二次曝光參數為球管12提供偏置電壓以及電流，以便球管12根據預曝光參數或二次曝光參數產生X射線。
[0074]X射線探測器13用于在接收到曝光使能信號時按照預曝光參數生成預曝光圖像，按照二次曝光參數生成二次曝光圖像，并將圖像傳輸至圖像工作站15。
[0075]基于上述硬件組 成結構，本發明所涉及的自動曝光控制方法包括兩次曝光成像過程，流程圖如圖2所示。
[0076]S11、預曝光參數配置。在X射線成像系統準備就緒(即系統完成了開機啟動及狀態自檢，球管預熱，探測器的日常校正)的情況下，通過圖像工作站(或者等效的具有人機交互界面的X射線成像系統控制平臺)，對受檢者的待檢部位進行選擇。圖像工作站基于選定的待檢部位自動生成一組曝光參數，曝光參數應至少包括球管的焦點大小、kv值、mA值、曝光時間等。該組參數作為預曝光參數，因此要求mA值小，曝光時間短，產生的X射線劑量應相當于正常曝光量的1/16-1/50，以使受檢者所受的輻射傷害盡量小。相應的曝光參數經由曝光控制盒發送給X射線源組件以及探測器，對二者的工作參數進行配置，并使二者處于等待曝光狀態。
[0077]S12、啟動預曝光。臨床物理師按下曝光手閘，曝光使能信號傳遞至曝光控制盒，通過控制盒實現X射線組件與探測器的曝光及數據采集同步，啟動X射線源曝光，并控制探測器采集受檢者檢測部位的投影圖像，并將圖像傳輸至圖像工作站。
[0078]S13、預曝光圖像處理。在圖像工作站對預曝光圖像進行處理，執行的操作包括圖像去噪，組織區域邊緣檢測，組織區域圖像灰度值的最大值、最小值和均值統計，并將統計值與臨床推薦參數值進行比較，根據比值差異調整mA值或者曝光時間值S，使得二次曝光的X射線劑量最優化。
[0079]S14、二次曝光參數設置。根據第三步計算得到的mA值或者曝光時間S，重新生成一組曝光參數，并自動通過曝光控制盒對X射線源組件和探測器進行參數配置，使X射線源組件和探測器處理等待曝光狀態。
[0080]S15、啟動二次曝光。在不需要臨床物理師干預的情況下，通過曝光控制盒自動產生曝光使能信號，控制X射線源組件進行二次曝光，并控制探測器采集受檢者檢測部位的二次投影圖像，將改組投影圖像傳遞至圖像工作站，供后續處理和臨床分析使用。
[0081]本發明還提供了一種步驟S13的具體實現方式，具體如圖3所示，包括:
[0082]S21、對采集的預曝光圖像進行校正和平滑降噪處理。其中降噪過程可以使用數字化的低通濾波器進行，目的是去除圖像采集過程中引入的噪聲，獲得較為平滑的圖像，方便后續的處理工作。
[0083]S22、在濾波的基礎上，對圖像中受檢者組織區域的邊界進行識別和提取。
[0084]典型的X射線成像結果應如圖4a，4b，4c所示，具體說明如下:
[0085]圖4a，4b，4c中ABCD所包圍的矩形區域均為有效圖像區域；圖4a和圖4b中，EFG或者EFGH所包圍的規則或不規則區域(陰影部分)為檢測部位的組織區域投影圖像，X射線穿透受檢者檢測部位后，所成的圖像灰度值相對較小，而且波動較大。圖4a和圖4b中，白色區域為X射線直射探測器的投影圖像，其灰度值在整個圖像中較大，但是波動較小，僅受噪聲影響；
[0086]圖4c比較特殊，但是臨床上也大量存在這樣的X射線圖像，即檢測部位的組織區域覆蓋了整個探測器的成像區域，沒有X射線直射到探測器上。
[0087]對于圖4a和圖4b所示的預曝光圖像，可以通過一定的計算方法獲得一個閾值bQ，該閾值應以一定比例小于X射線直射探測器區域的圖像的灰度均值。以圖4a所示圖像為例，對預曝光圖像的每一行數據，分別從左右兩側比較其灰度值與設定閾值的大小關系，如圖5a，5b所示。當遇到灰度值斜向下穿過閾值線時，對應的列序號即為組織區域邊界所在位置。圖5a中的1、J點為第r行圖像中組織區域的邊界，圖5b中的I’、J’點為第r行圖像中組織區域邊界的估計值，由于噪聲以及閾值設定的影響，其與1、J點可能存在一定的偏差，但是不會影響邊界 的變化趨勢。所有圖像行的I’、J’點分別連接起來，即構成了組織區域的邊界。最終獲得的組織區域的邊界應可能如圖6所示，其與理想的組織區域邊界(圖4a所示)會存在一定差異，但是該差異對大樣本圖像統計值的影響很小。另外，還可以采用梯度方法以及形態學方法，提高組織區域邊界提取的精度，只是計算量會增加。對于圖4c所示的預曝光圖像，則無需進行組織區域邊界的判別。
[0088]S23、計算組織區域內圖像灰度值的最大值、最小值以及均值，并與系統推薦值比較。受檢者各部位圖像灰度均值的推薦值可通過臨床試驗獲得，具有廣泛適用性。設組織區域內圖像灰度值得最大值、最小值和均值分別為1_、Imin、Iffleanj系統推薦的圖像灰度最大值、最小值和均值分別為1_’、Imin’、ΙΠ_’。計算推薦的灰度均值與預曝光圖像中組織區域灰度均值的比值:
[0089]Rl=Imean' /Ifflean
[0090]如果同時存在RlXImax〈Imax’，以及町父1_>1_’，則認為比值1?1為合理值。否則可適當調整Rl為R2，以同時滿足R2XImax〈Imax’，以及R2XImin>Imin’。
[0091]其中R2優選滿足RX Imax〈Imax’，以及RX Imin>Imin’的所有R值集合中，與Rl的絕對值最小的R。
[0092]S24、通過比值R2確定mA值或者曝光時間的調整量。設預曝光時設定的mA值為MAps，曝光時間s為Tps，二次曝光的mA值為MA咖，曝光時間為1_。我們選擇調整mA值以及曝光時間的任意一個，則:
[0093]若調整mA值，則有:[0094]MAaec=RXMAps
[0095]Taec=Tps若調整曝光時間值，則有:
[0096]Taec=RXTps
[0097]MAaec=MAps
[0098]將MAaee、Tae。值與預曝光之前設定的kV值一起，作為二次曝光的控制參數，即可完成自動曝光控制。 [0099]以上是對X射線成像系統自動曝光控制方法的介紹，上述方法可同樣應用在其他類似的成像系統中。具體包括:
[0100]控制單元配置預曝光參數并將所述預曝光參數發送至光信號發生器；
[0101]所述光信號發生器根據所述預曝光參數產生預曝光光信號；
[0102]光信號探測器根據所述預曝光光信號形成預曝光圖像并將所述預曝光圖像發送至所述控制單元；
[0103]控制單元對所述預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值I_n，計算預設的灰度值的均值I_n’與所述預曝光圖像的灰度值的均值I_n的比值R1，并根據所述預設的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據所述比值R2確定二次曝光參數并發送所述二次曝光參數至光信號發生器；
[0104]所述光信號發生器根據所述二次曝光參數產生二次曝光光信號；
[0105]所述光信號探測器根據所述二次曝光光信號形成二次曝光圖像并將所述二次曝光圖像發送至所述控制單元；
[0106]所述預曝光參數和所述二次曝光參數均至少包括所述光信號發生器的偏置電壓、所述光信號發生器的電流和所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
[0107]其中，根據預曝光參數得到的預曝光劑量可限制為正常曝光劑量的1/16~1/50。
[0108]對預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像的灰度值的最大值、最小值以及均值的過程具體包括:
[0109]對所述預曝光圖像進行平滑降噪處理；
[0110]提取所述預曝光圖像的組織區域的邊界輪廓；
[0111]統計所述邊界輪廓內的圖像的灰度值的最大值、最小值和均值。
[0112]而根據所述預設的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2包括:
[0113]若RlXImax>Imax ’ 或 RlXImin〈Imin ’，則調整 Rl 為 R2，其中 R2 X Ifflax < Ifflax'且R2X Imin>Imin，；
[0114]所述根據所述比值R2確定二次曝光參數包括根據所述比值R2確定所述光信號發生器的電流和/或所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
[0115]根據所述比值R2確定二次曝光參數包括:
[0116]調整所述光信號發生器的電流為預曝光參數中的所述光信號發生器的電流的R2倍，將調整后的所述光信號發生器的電流、預曝光參數中的所述光信號發生器的一次曝光持續時間和預曝光參數中的所述光信號發生器的偏置電壓一起確定為所述二次曝光參數；
[0117]或；
[0118]調整所述光信號發生器的一次曝光持續時間為預曝光參數中的所述光信號發生器的一次曝光持續時間的R2倍，將調整后的所述光信號發生器的一次曝光持續時間、預曝光參數中的所述光信號發生器的電流和預曝光參數中的所述光信號發生器的偏置電壓一起確定為所述二次曝光參數。
[0119]本發明由于不涉及噪聲估計的問題，因此對圖4c所示的組織區域覆蓋整幅的情況同樣可以獲得較好的處理結果，避免了因組織區域覆蓋整幅圖像時不能準確估計噪聲水平、造成信噪比計算可能出現較大誤差，從而影響最終控制效果的問題，而且本發明采取了比信噪比更直接的圖像灰度值統計量進行曝光參數估計，相比信噪比的方式處理時間短，因此縮短了預曝光與二次曝光之間的時間間隔，避免引起受檢者不適，以及受檢者體位移動造成圖像質量的下降。確保二次曝光能夠獲得較高質量的圖像，同時能夠降低受檢者所受的福射。
[0120]需要說明的是，本發明的裝置和方法實施例相對應，相關部分可互相參考。
[0121]以上的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應注意的是，以上僅為本發明的一個具體實施例而已，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種成像設備的自動曝光控制方法，其特征在于，所述方法包括: 控制單元配置預曝光參數并將所述預曝光參數發送至光信號發生器； 所述光信號發生器根據所述預曝光參數產生預曝光光信號； 光信號探測器根據所述預曝光光信號形成預曝光圖像并將所述預曝光圖像發送至所述控制單兀； 所述控制單元對所述預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值Im_，計算預設的組織區域的灰度值的均值Inrean’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的均值Imean的比值R1，并根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據所述比值R2確定二次曝光參數并發送所述二次曝光參數至光信號發生器； 所述光信號發生器根據所述二次曝光參數產生二次曝光光信號； 所述光信號探測器根據所述二次曝光光信號形成二次曝光圖像并將所述二次曝光圖像發送至所述控制單元； 所述預曝光參數和所述二次曝光參數均至少包括所述光信號發生器的偏置電壓、所述光信號發生器的管電流和所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述預曝光參數得到的預曝光劑量為正常曝光劑量的1/16~1/50。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像的灰度值的最大值、最小值以及均值包括:` 對所述預曝光圖像進行平滑降噪處理； 提取所述預曝光圖像的組織區域的邊界輪廓； 統計所述邊界輪廓內的圖像的灰度值的最大值、最小值和均值。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2包括: 若或 RlXImin〈Imin’，則調整 Rl 為 R2，其中 R2X Imax〈Imax’ 且R2X Imin>Imin，； 所述根據所述比值R2確定二次曝光參數包括根據所述比值R2確定所述光信號發生器的管電流和/或所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述比值R2確定二次曝光參數包括: 調整所述光信號發生器的管電流為預曝光參數中的所述光信號發生器的管電流的R2倍，將調整后的所述光信號發生器的管電流、預曝光參數中的所述光信號發生器的一次曝光持續時間和預曝光參數中的所述光信號發生器的偏置電壓一起確定為所述二次曝光參數；
pf.，調整所述光信號發生器的一次曝光持續時間為預曝光參數中的所述光信號發生器的一次曝光持續時間的R2倍，將調整后的所述光信號發生器的一次曝光持續時間、預曝光參數中的所述光信號發生器的管電流和預曝光參數中的所述光信號發生器的偏置電壓一起確定為所述二次曝光參數。
6.一種成像設備的自動曝光控制裝置，其特征在于，所述裝置包括:光信號發生器、光信號探測器和控制單元； 所述控制單元，用于配置預曝光參數并將所述預曝光參數發送至所述光信號發生器； 所述控制單元，還用于對所述光信號探測器發送的預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值Im_，計算預設的組織區域的灰度值的均值I_n’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的均值I_n的比值R1，并根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據所述比值R2確定二次曝光參數并發送所述二次曝光參數至光信號發生器； 所述光信號發生器，用于根據所述預曝光參數產生預曝光光信號； 所述光信號發生器，還用于根據所述二次曝光參數產生二次曝光光信號； 所述光信號探測器，用于根據所述預曝光光信號形成預曝光圖像并將所述預曝光圖像發送至所述控制單元； 所述光信號探測器，還用于根據所述二次曝光光信號形成所述二次曝光圖像并將所述二次曝光圖像發送至 所述控制單元； 所述預曝光參數和所述二次曝光參數均至少包括所述光信號發生器的偏置電壓、所述光信號發生器的電流和所述光信號發生器的一次曝光持續時間。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，根據所述預曝光參數得到的所述預曝光劑量為正常曝光劑量的1/16~1/50。
8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于， 所述控制單元用于對所述預曝光圖像進行平滑降噪處理，提取所述預曝光圖像的組織區域的邊界輪廓并統計所述邊界輪廓內的圖像的灰度值的最大值、最小值和均值。
9.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述控制單元用于在RlXImax>Imax’或Rl X Imin〈Imin’時，調整Rl為R2，并根據所述比值R2確定所述光信號發生器的電流和/或所述光信號發生器的一次曝光持續時間；其中R2XImax〈Imax’且R2XImin>Imin’。
10.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述光信號發生器包括高壓發生器和球管；所述控制單元包括曝光控制盒、曝光手閘和圖像工作站；所述光信號探測器為平板X射線探測器； 其中，所述圖像工作站，用于配置所述預曝光參數并將所述預曝光參數發送至所述曝光控制盒； 所述圖像工作站，還用于對所述平板X射線探測器發送的預曝光圖像進行處理，統計所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax、最小值Imin以及均值I_n，計算預設的組織區域的灰度值的均值I_n’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的均值Im_的比值R1，并根據所述預設的組織區域的灰度值的最大值Imax’與所述預曝光圖像中組織區域的灰度值的最大值Imax的比值和所述預設的組織區域的灰度值的最小值Imin’與所述預曝光圖像的灰度值的最小值Imin的比值修正所述比值Rl為比值R2，根據所述比值R2確定二次曝光參數并發送所述二次曝光參數至所述曝光控制盒； 所述曝光手閘，用于手動產生曝光使能信號并發送至所述曝光控制盒； 所述曝光控制盒，用于將所述預曝光參數、所述二次曝光參數和所述曝光使能信號發送至所述高壓發生器并控制所述平板X射線探測器同步采集圖像； 所述高壓發生器，用于在接收到所述曝光使能信號時，根據所述預曝光參數或所述二次曝光參數為所述球管提供偏置電壓以及燈絲電流； 所述球管，用于根據所述預曝光參數或所述二次曝光參數產生X射線； 所述平板X射線探測器用于在接收到所述曝光使能信號時生成圖像并將所述圖像傳輸至所述圖像工作站。
【文檔編號】A61B6/00GK103705258SQ201310585434
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】劉建強, 蒯多杰, 黃顯國, 程佳, 高鵬, 徐永 申請人:江蘇康眾數字醫療設備有限公司