一種醫(yī)用x射線束光器的預(yù)覽方法
【專利摘要】本發(fā)明是醫(yī)用X射線束光器不用X射線曝光就可以實(shí)現(xiàn)束光器遮擋X射線預(yù)覽功能的一種控制方法。它利用平板探測(cè)器像素點(diǎn)灰度值與X射線照射強(qiáng)度成正比的原理，識(shí)別經(jīng)人體衰減后照射平板探測(cè)器像素點(diǎn)的范圍來(lái)標(biāo)注這些像素點(diǎn)的邊緣，以此作為下次X射線曝光需要束光器遮擋射線的位置，位置參數(shù)經(jīng)CAN總線由計(jì)算機(jī)傳送給束光器控制單元執(zhí)行并遮擋到位，在下次曝光時(shí)得到預(yù)覽遮擋效果的圖像。它對(duì)精準(zhǔn)定位束光器遮擋射線位置和減少病人、醫(yī)生輻射劑量有重要意義。
【專利說(shuō)明】一種醫(yī)用X射線束光器的預(yù)覽方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)用X射線束光器不用X射線就能實(shí)現(xiàn)束光器照射野預(yù)覽的一種實(shí)現(xiàn) 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在醫(yī)療放射診斷領(lǐng)域，通常使用X射線作為探測(cè)源對(duì)病人進(jìn)行診斷和介入治療， 但X射線對(duì)人體有損害，用最少的照射劑量獲得符合診斷要求的圖像是目前世界先進(jìn)醫(yī)療 設(shè)備廠家追求的目標(biāo)。
[0003] 在既有圖像顯示數(shù)據(jù)上，不用X射線照射，通過(guò)計(jì)算預(yù)定目標(biāo)值便可知道下一幅 圖像X射線被約束的區(qū)域，目前的解決方案，如專利ZL200510086967. 7所述的束光器虛擬 控制方法可以實(shí)現(xiàn)預(yù)覽功能，這一方法的缺點(diǎn)是基于影像增強(qiáng)器得到的圖像本身并不能真 實(shí)反映病體真實(shí)尺寸，因?yàn)橛跋裨鰪?qiáng)器（Image Intensifier，簡(jiǎn)稱I. I)的接收面是弧形，而 且隨I. I面積的增大而曲率加大，得到的原始圖像是一個(gè)失真圖像，盡管采取枕性失真校 正的方法可以修正，但畢竟不是原始圖像的真實(shí)反映，在這個(gè)圖像基礎(chǔ)上進(jìn)行圖像復(fù)合的 預(yù)覽控制在臨床應(yīng)用上不能精確定位病體與束光器的遮擋位置，實(shí)際應(yīng)用中會(huì)因?yàn)榭刂撇?準(zhǔn)而影響圖像質(zhì)量或?qū)е虏∪耸艿讲粦?yīng)有的照射劑量，且這種方法無(wú)法克服上述問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明采用基于平板探測(cè)器像素點(diǎn)尺寸大小作為計(jì)算基準(zhǔn)的方法，不需要圖像復(fù) 合和其他硬件支持，真實(shí)反映病體的實(shí)際尺寸，在臨床應(yīng)用中能夠精確定位束光器遮擋位 置，提高圖像質(zhì)量并準(zhǔn)確減少病人、醫(yī)生受照射的劑量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種醫(yī)用X射線束光器遮擋X射線的預(yù)覽控制方法，目的在于實(shí)現(xiàn) 在已有原始圖像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上不用X射線照射便可對(duì)束光器遮擋X射線進(jìn)行精確定位的控制 方法。
[0006] 圖1是本發(fā)明涉及的束光器擋片結(jié)構(gòu)圖。它由垂直擋片1、水平擋片2、虹膜擋片 3和楔入板4組成。垂直擋片1在垂直方向上運(yùn)動(dòng)；水平擋片2在水平方向上運(yùn)動(dòng)；虹膜擋 片3在垂直擋片1與水平擋片2成45 °角方向上同步運(yùn)動(dòng)；楔入板4既可以在與楔入板軸 線垂直的方向上運(yùn)動(dòng)，也能與軸線成角度轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007] 圖2為本發(fā)明的預(yù)覽控制示意圖，它適用于垂直擋片1、水平擋片2、虹膜擋片3 和楔入板4的預(yù)覽控制，構(gòu)成是：X射線源焦點(diǎn)5、精確預(yù)覽定位的照射野6、預(yù)覽前粗略定 位的照射野7、平板探測(cè)器8。圖3是平板探測(cè)器8的正視圖，由分布在平板上的等規(guī)格 TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管）像素點(diǎn)陣構(gòu)成，像素點(diǎn)尺寸大小因廠家不同有差 異通常小于200微米。9是原點(diǎn)像素點(diǎn)，以9為原點(diǎn)的平面坐標(biāo)可以定位其它像素點(diǎn)。X射 線穿過(guò)人體11部位后衰減入射到平板探測(cè)器8,形成一定的灰度值10,而沒(méi)有經(jīng)過(guò)人體11 衰減的射線入射到平板探測(cè)器8時(shí)形成的灰度值大于經(jīng)過(guò)人體11衰減后形成的灰度值10， 二者的差值構(gòu)成了判斷束光器1、2、3、4定位的基準(zhǔn)。圖2和圖3中10示意射線穿過(guò)人體 11后在平板探測(cè)器8相應(yīng)的像素點(diǎn)上形成的灰度值，它與X射線照射強(qiáng)度成正比。根據(jù)灰 度值的不同，X射線穿過(guò)人體11投射到8的像素點(diǎn)集合的邊緣位置就能判斷出來(lái)，在8上 需要進(jìn)行預(yù)覽定位的1、2、3、4預(yù)期投影的位置也就確定下來(lái)，通過(guò)設(shè)定驅(qū)動(dòng)1、2、3、4步進(jìn) 電機(jī)的步數(shù)并運(yùn)動(dòng)到相對(duì)應(yīng)的位置，在下一次X射線曝光后，就可以看到束光器擋片或楔 入板精確遮擋定位后的圖像。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是：無(wú)需圖像復(fù)合及額外硬件支持，根據(jù)接收穿過(guò)人體X射線 平板探測(cè)器像素點(diǎn)的灰度值10,就可以判斷具有相應(yīng)灰度值像素點(diǎn)的邊緣位置，從而精確 定位束光器在下次X射線曝光時(shí)需要約束X射線的位置，克服了目前其他束光器預(yù)覽方法 在硬件和圖像處理上的繁瑣和粗糙，精準(zhǔn)優(yōu)化圖像直方圖分布特性，對(duì)提高圖像質(zhì)量、減少 病人和操作醫(yī)生輻射劑量有實(shí)質(zhì)性改變。還有就是完成同樣的臨床功能，卻減少射線輻射 次數(shù)和功率，提高了 X射線設(shè)備使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1束光器擋片結(jié)構(gòu)圖。
[0010] 圖2束光器預(yù)覽方法示意圖。
[0011] 圖3平板探測(cè)器正面結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖4束光器預(yù)覽工作流程圖。
[0013]

【具體實(shí)施方式】
[0014] 如圖2的束光器預(yù)覽方法示意圖，實(shí)現(xiàn)束光器預(yù)覽具體方法如下： 1) 設(shè)〇為X射線源焦點(diǎn)5, AC為預(yù)覽前束光器擋片打開(kāi)的尺寸，AB為預(yù)覽后束光器 擋片打開(kāi)的尺寸，AC、AB分別投影到平板探測(cè)器8的對(duì)應(yīng)照射野尺寸ac和ab ;設(shè)m為平板 探測(cè)器8接收經(jīng)人體11衰減后X射線的像素點(diǎn)數(shù)，η為平板探測(cè)器8接收無(wú)衰減X射線的 像素點(diǎn)數(shù)，m+n為平板探測(cè)器8接收X射線的像素點(diǎn)數(shù)； 2) 在實(shí)際臨床應(yīng)用中，預(yù)覽前oA、oa、AC、ac是已知的，接收X射線照射的像素點(diǎn)m+n 比對(duì)未經(jīng)射線照射像素點(diǎn)的灰度值有變化,設(shè)像素點(diǎn)尺寸d, ac= (m+n) *d ; 3) 在ac中，像素點(diǎn)m和n形成的灰度值是不同的，可以區(qū)別出m和n，因此計(jì)算出照 射野長(zhǎng)度 ab=m*d，又由于 oA/oa=AB/ab,，得出 AB=oA*ab/oa ; 4) 根據(jù)AB計(jì)算出下一次X射線曝光束光器擋片要移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)步數(shù)，確認(rèn)后擋片 或楔入板通過(guò)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)步數(shù)后移動(dòng)到預(yù)覽的位置； 5) X射線繼續(xù)曝光，得到精確遮擋的圖像。
[0015] 根據(jù)圖4的束光器預(yù)覽工作流程圖，X射線設(shè)備實(shí)現(xiàn)束光器預(yù)覽工作過(guò)程如下： 1) 首先病人在束光器的一定約束范圍內(nèi)接收X射線照射，經(jīng)人體衰減的射線在平板 探測(cè)器8對(duì)應(yīng)照射野內(nèi)的像素點(diǎn)上形成一定范圍的灰度值10,它與未接收照射和未經(jīng)人體 衰減照射的像素點(diǎn)灰度值有明顯區(qū)別； 2) 像素點(diǎn)灰度值10經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)線傳給計(jì)算機(jī)，重建成8位也就是0至255個(gè)灰階的圖 像顯示數(shù)據(jù)并與像素點(diǎn)灰度值10互相映射，進(jìn)而輸入到顯示器上形成可以診斷的圖像； 3) 計(jì)算機(jī)對(duì)相應(yīng)像素點(diǎn)灰度值10映射的對(duì)應(yīng)圖像顯示數(shù)據(jù)灰階識(shí)別后，標(biāo)識(shí)這些 以點(diǎn)矩陣方式存在且?guī)в谢译A的顯示數(shù)據(jù)，這些顯示數(shù)據(jù)的邊緣在顯示器上被標(biāo)識(shí)成要預(yù) 覽的照射野提示給醫(yī)生確認(rèn)； 4) 確認(rèn)后的預(yù)覽照射野數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)CAN總線輸入到束光器控制單元執(zhí)行； 5) 醫(yī)生也可以在操作臺(tái)手動(dòng)調(diào)整顯示器顯示的預(yù)覽照射野，調(diào)整后預(yù)覽照射野所對(duì) 應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)依據(jù)映射關(guān)系追溯到平板探測(cè)器8的對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)，確定這些像素點(diǎn)的數(shù)量 m，得到ab=m*d，再通過(guò)圖2所述的3)、4)方法得到需要預(yù)覽的位置，這些數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線 傳送給束光器執(zhí)行； 6) 再次曝光，得到預(yù)覽遮擋效果的圖像。
【權(quán)利要求】
1. 一種束光器預(yù)覽的方法，在已有原始圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，不用X射線曝光，計(jì)算出預(yù) 期的束光器遮擋位置，其特征在于：利用平板探測(cè)器像素點(diǎn)灰度值與X射線照射強(qiáng)度成正 比的原理，識(shí)別要預(yù)覽的照射野來(lái)確定束光器遮擋X射線的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的束光器預(yù)覽方法，其特征在于：束光器預(yù)覽控制的對(duì)象是垂 直擋片、水平擋片、虹膜擋片和楔入板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的束光器預(yù)覽方法，其特征在于：X射線經(jīng)人體衰減照射到平板 探測(cè)器的像素點(diǎn)形成灰度值，該灰度值與未經(jīng)人體衰減照射到平板探測(cè)器像素點(diǎn)的灰度值 有明顯不同，由此可以判斷在平板探測(cè)器有m個(gè)像素點(diǎn)是經(jīng)過(guò)人體投射到平板探測(cè)器的， 設(shè)像素點(diǎn)尺寸d，則X射線經(jīng)人體投射到平板探測(cè)器的照射野長(zhǎng)度ab=m*d。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的束光器預(yù)覽方法，其特征在于：設(shè)X射線源焦點(diǎn)到束光器 擋片和楔入板的距離〇A、到平板探測(cè)器的距離oa，AB為預(yù)覽后束光器將要打開(kāi)的寬度，則 AB=oA*ab/oa ;計(jì)算出AB，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的每步轉(zhuǎn)角換算成電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)到達(dá)預(yù) 覽位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的束光器預(yù)覽方法，其特征在于：實(shí)現(xiàn)束光器預(yù)覽的步驟： 1. X射線經(jīng)人體衰減照射到平板探測(cè)器像素點(diǎn)形成一定范圍的灰度值，由此識(shí)別反映 人體衰減射線變化的像素點(diǎn)； 2) 像素點(diǎn)的灰度值傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，重建成帶有灰階的顯示數(shù)據(jù)并與像素點(diǎn)灰度值互 相映射，進(jìn)而在顯示器上顯示出診斷圖像； 3) 根據(jù)像素點(diǎn)灰度值與顯示數(shù)據(jù)灰階的映射關(guān)系，識(shí)別與X射線經(jīng)人體衰減變化有 關(guān)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)陣，標(biāo)注這些顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)陣的外邊緣，顯示這個(gè)邊緣作為束光 器預(yù)覽的照射野； 4) 照射野的參數(shù)經(jīng)CAN總線輸入束光器控制單元，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)到達(dá)預(yù)覽的位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的束光器預(yù)覽方法，其特征在于：手動(dòng)調(diào)整預(yù)覽照射野步 驟： 1) 手動(dòng)調(diào)整顯示器顯示的預(yù)覽照射野，調(diào)整后預(yù)覽照射野所對(duì)應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)依 據(jù)映射關(guān)系追溯到平板探測(cè)器的對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)，確定這些像素點(diǎn)的數(shù)量m，得到照射野長(zhǎng)度 ab=m*d，d為像素點(diǎn)尺寸； 2. AB=oA*ab/oa，由AB換算出步進(jìn)電機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線傳送 給束光器執(zhí)行； 3) 再次X射線曝光，得到預(yù)覽遮擋效果的圖像。
【文檔編號(hào)】A61B6/00GK104055530SQ201310084840
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月18日
【發(fā)明者】崔光珠, 崔光華 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)峰點(diǎn)科技有限公司