医学成像设备自动曝光的控制方法及系统、设备、介质

申请号 CN202410164411.8 申请日 2024-02-05 公开(公告)号 CN117982154A 公开(公告)日 2024-05-07
申请人 上海电气集团股份有限公司; 发明人 李丹; 孙紫盎; 赵志浩;
摘要 本 发明 公开了一种医学成像设备自动曝光的控制方法及系统、设备、介质,医学成像设备包括成像组件;控制方法包括:在控制成像组件围绕目标对象旋转运动的过程中,每当成像组件自上一次曝光后所旋转的 角 度为第一预设角度时,控制成像组件以当前曝光参数进行曝光,并基于曝光采集目标对象的图像数据;获取图像数据的分析结果,分析结果包括图像 质量 ;若图像质量不满足预先设置的图像质量要求,则基于图像数据的分析结果,更新成像组件的曝光参数,以用于下一次曝光。本发明根据曝光情况调整下一次的曝光参数,实时调整曝光剂量,减少由于目标对象形状不规则而导致 能量 无法穿透或过曝的情况,从而提高 图像采集 质量,提高三维成像的准确性。
权利要求

1.一种医学成像设备自动曝光的控制方法,其特征在于,所述医学成像设备包括成像组件;所述控制方法包括:
在控制所述成像组件围绕目标对象旋转运动的过程中,每当所述成像组件自上一次曝光后所旋转的度为第一预设角度时,控制所述成像组件以当前曝光参数进行曝光,并基于所述曝光采集所述目标对象的图像数据;
获取所述图像数据的分析结果,所述分析结果包括图像质量
若所述图像质量满足预先设置的图像质量要求,保持所述当前曝光参数不变,并将所述当前曝光参数继续用于下一次曝光;
若所述图像质量不满足预先设置的图像质量要求,则基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数,以用于下一次曝光。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述成像组件包括能量发生器、能量探测器;所述控制方法包括:
控制所述能量发生器和所述能量探测器围绕所述目标对象同步旋转运动;
和/或,
所述基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数之后,还包括:
当所述成像组件的总旋转角度为第二预设角度时,控制所述成像组件停止旋转;或者,当所述成像组件的曝光次数达到预设次数时,控制所述成像组件停止旋转。
3.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数,包括:
基于所述图像数据的灰度分布范围,更新所述成像组件的曝光参数。
4.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述基于所述图像数据的灰度分布范围,更新所述成像组件的曝光参数,包括:
基于所述灰度分布范围内的第一灰度区间或第二灰度区间的像素数量,更新所述成像组件的曝光参数;所述第一灰度区间为所述图像数据的灰度值的第一灰度值至第二灰度值的区间,所述第二灰度区间为所述图像数据的灰度值的第三灰度值至第四灰度值的区间;
所述第二灰度值小于所述第三灰度值。
5.如权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述基于所述图像数据的灰度分布范围,更新所述成像组件的曝光参数,包括:
当所述第一灰度区间的像素数量大于第一像素数量时,增大所述成像组件的曝光电压
当所述第二灰度区间的像素数量大于第二像素数量时,减小所述成像组件的曝光电压。
6.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述增大所述成像组件的曝光电压包括:
以第一预设步长增大所述成像组件的曝光电压,或以第一幅度增大所述成像组件的曝光电压;所述第一幅度与所述第一灰度区间的像素数量呈正相关;
所述减小所述成像组件的曝光电压包括:
以第二预设步长减小所述成像组件的曝光电压,或以第二幅度减小所述成像组件的曝光电压;所述第二幅度与所述第二灰度区间的像素数量呈正相关。
7.一种医学成像设备自动曝光的控制系统,其特征在于,所述医学成像设备包括成像组件;所述控制系统包括:
曝光模,用于在控制所述成像组件围绕目标对象旋转运动的过程中,每当所述成像组件自上一次曝光后所旋转的角度为第一预设角度时,控制所述成像组件以当前曝光参数进行曝光,并基于所述曝光采集所述目标对象的图像数据;
获取模块,用于获取所述图像数据的分析结果,所述分析结果包括图像质量;
制模块,用于若所述图像质量满足预先设置的图像质量要求,保持所述当前曝光参数不变,并将所述当前曝光参数继续用于下一次曝光;若所述图像质量不满足预先设置的图像质量要求,则基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数,以用于下一次曝光。
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行计算机程序时实现如权利要求1‑6中任一项所述的医学成像设备自动曝光的控制方法。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6中任一项所述的医学成像设备自动曝光的控制方法。
10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6中任一项所述的医学成像设备自动曝光的控制方法。

说明书全文

医学成像设备自动曝光的控制方法及系统、设备、介质

技术领域

[0001] 本发明涉及医学成像技术领域,尤其涉及一种医学成像设备自动曝光的控制方法及系统、设备、介质。

背景技术

[0002] 在医疗领域,X射线被广泛应用于医疗诊断。X射线可穿透人体至成像器件最终生成诊断图像,人体内不同组织对X射线的吸收强度不同,因此穿透人体达到成像器件的X射线会有数量上的差异,从而帮助医生进行诊断。
[0003] 医疗诊断用X射线的参数主要有:电压kV,电流mA,曝光时间s,这三个参数决定了X射线的曝光量,也决定了最终诊断图像的质量。电压kV决定了射线的穿透能,一定程度上会影响图像的对比度。三维成像是在X射线运动过程中采集数据,当被测物体形状不规则时,如果采用相同剂量照射,球管从不同位置发出的X射线,在被测物较厚位置射线无法击穿,在较薄的位置则出现X射线过曝情况,从而影响三维成像的准确性。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法在成像组件运动过程中自动调整曝光参数的缺陷,提供一种医学成像设备自动曝光的控制方法及系统、设备、介质。
[0005] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0006] 第一方面,提供一种医学成像设备自动曝光的控制方法,医学成像设备包括成像组件;所述控制方法包括:
[0007] 在控制所述成像组件围绕目标对象旋转运动的过程中,每当所述成像组件自上一次曝光后所旋转的度为第一预设角度时,控制所述成像组件以当前曝光参数进行曝光,并基于所述曝光采集所述目标对象的图像数据;
[0008] 获取所述图像数据的分析结果,所述分析结果包括图像质量;
[0009] 若所述图像质量满足预先设置的图像质量要求,保持所述当前曝光参数不变,并将所述当前曝光参数继续用于下一次曝光;
[0010] 若所述图像质量不满足预先设置的图像质量要求,则基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数,以用于下一次曝光。
[0011] 可选地,所述成像组件包括能量发生器、能量探测器;所述控制方法包括:
[0012] 控制所述能量发生器和所述能量探测器围绕所述目标对象同步旋转运动;和/或,[0013] 所述基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数之后,还包括:
[0014] 当所述成像组件的总旋转角度为第二预设角度时,控制所述成像组件停止旋转;或者,当所述成像组件的曝光次数达到预设次数时,控制所述成像组件停止旋转。
[0015] 可选地,所述基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数,包括:
[0016] 基于所述图像数据的灰度分布范围,更新所述成像组件的曝光参数。
[0017] 可选地,所述基于所述图像数据的灰度分布范围,更新所述成像组件的曝光参数,包括:
[0018] 基于所述灰度分布范围内的第一灰度区间或第二灰度区间的像素数量,更新所述成像组件的曝光参数;所述第一灰度区间为所述图像数据的灰度值的第一灰度值至第二灰度值的区间,所述第二灰度区间为所述图像数据的灰度值的第三灰度值至第四灰度值的区间;所述第二灰度值小于所述第三灰度值。
[0019] 可选地,所述基于所述图像数据的灰度分布范围,更新所述成像组件的曝光参数,包括:
[0020] 当所述第一灰度区间的像素数量大于第一像素数量时,增大所述成像组件的曝光电压;
[0021] 当所述第二灰度区间的像素数量大于第二像素数量时,减小所述成像组件的曝光电压。
[0022] 可选地,所述增大所述成像组件的曝光电压包括:
[0023] 以第一预设步长增大所述成像组件的曝光电压,或以第一幅度增大所述成像组件的曝光电压;所述第一幅度与所述第一灰度区间的像素数量呈正相关;
[0024] 所述减小所述成像组件的曝光电压包括:
[0025] 以第二预设步长减小所述成像组件的曝光电压,或以第二幅度减小所述成像组件的曝光电压;所述第二幅度与所述第二灰度区间的像素数量呈正相关。
[0026] 第二方面,提供一种医学成像设备自动曝光的控制系统,所述医学成像设备包括成像组件;所述控制系统包括:
[0027] 曝光模,用于在控制所述成像组件围绕目标对象旋转运动的过程中,每当所述成像组件自上一次曝光后所旋转的角度为第一预设角度时,控制所述成像组件以当前曝光参数进行曝光,并基于所述曝光采集所述目标对象的图像数据;
[0028] 获取模块,用于获取所述图像数据的分析结果,所述分析结果包括图像质量;
[0029] 控制模块,用于若所述图像质量满足预先设置的图像质量要求,保持所述当前曝光参数不变,并将所述当前曝光参数继续用于下一次曝光;若所述图像质量不满足预先设置的图像质量要求,则基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数,以用于下一次曝光。
[0030] 第三方面,提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行计算机程序时实现如第一方面所述的医学成像设备自动曝光的控制方法。
[0031] 第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的医学成像设备自动曝光的控制方法。
[0032] 第五方面,提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的医学成像设备自动曝光的控制方法。
[0033] 在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
[0034] 本发明的积极进步效果在于:通过分析在成像组件旋转运动过程中获取的目标对象的图像数据,获取目标对象的曝光情况,从而根据曝光情况调整下一次的曝光参数,实时调整曝光剂量,减少由于目标对象形状不规则而导致能量无法穿透或过曝的情况,从而提高图像采集质量,提高三维成像的准确性。附图说明
[0035] 图1为本发明实施例提供的一种医学成像设备自动曝光的控制方法的第一流程图
[0036] 图2为本发明实施例提供的一种医学成像设备自动曝光的控制方法中涉及的医学成像设备的结构示意图;
[0037] 图3为本发明实施例提供的一种医学成像设备自动曝光的控制方法的成像示意图;
[0038] 图4为本发明实施例提供的一种医学成像设备自动曝光的控制方法的不同管电压下的成像效果示意图;
[0039] 图5为本发明实施例提供的一种医学成像设备自动曝光的控制方法的第二流程图;
[0040] 图6为本发明实施例提供的一种医学成像设备自动曝光的控制系统的结构示意图;
[0041] 图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0042] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0043] 在本文提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在文中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0044] 如本文中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
[0045] 本文中的包括的定义,如这里所使用的术语“具有”、“可以具有”、“包括”或“可以包括”指示本文的相应功能、操作、元件等的存在,并且不限制其它的一个或多个功能、操作、元件等的存在。此外应当理解到,如这里所使用的术语“包括”或“具有”是指示在说明书中所描述的特点、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在,而不排除一个或多个其它特点、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在或增加。
[0046] 在医疗领域,X射线被广泛应用于医疗诊断,X射线可穿透人体至成像器件最终生成诊断图像,需要在X射线机装置运动过程中采集数据,当被测物体形状不规则时,例如针对材料密度不均匀,厚度不均匀的复杂结构体,如果仍然采用相同剂量曝光,那么球管从不同位置发出的X光线,在被测物较厚位置探测器接收到的射线比较少或无射线,在较薄的位置则出现X射线剂量较多或过曝情况,X射线管电压下的三维扫描成像较难重建还原准确的三维结构信息,从而影响三维成像的准确性。
[0047] 基于此,本发明实施例提供一种医学成像设备自动曝光的控制方法,解决了在成像组件同步运动的同时,实现医学成像设备曝光剂量的动态自动调整,减少由于目标对象形状不规则而导致能量无法穿透或过曝的情况,使X射线机在运动过程中,医学成像设备从不同的角度发出的X光线,都能得到质量清晰的图像,从而得到合适的图像,提高三维成像的准确性和对比度。
[0048] 如图1所示,本发明实施例提供的一种医学成像设备自动曝光的控制方法包括以下步骤:
[0049] S11、在控制成像组件围绕目标对象旋转运动的过程中,每当成像组件自上一次曝光后所旋转的角度为第一预设角度时,控制成像组件以当前曝光参数进行曝光,并基于曝光采集所述目标对象的图像数据。
[0050] 目标对象根据实际情况自行设置,例如可以为人的身体部位,人体腰椎、胸部、部、骨骼、腹部等。
[0051] 其中,第一预设角度根据实际情况自行设置,例如为0.5°。
[0052] 医学成像设备包括但不限于X射线机、CT(Computed Tomography,电子计算机断层扫描)设备、MRI(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,核磁共振成像)设备等。
[0053] 在一个实施例中,成像组件包括能量发生器、能量探测器,控制方法包括:控制能量发生器和能量探测器围绕目标对象同步旋转运动。
[0054] 其中,能量发生器包括X射线发生器,能量探测器包括X射线探测器。
[0055] 在控制成像组件围绕目标对象旋转运动的过程中,能量发生器和能量探测器围绕目标对象同步旋转运动,也即能量发生器和能量探测器可以设置于同一个旋转运动装置上,例如C形臂,同步控制能量发生器和能量探测器同步运动;也可以不设置于同一个旋转运动装置上,保持在旋转运动过程中,能量发生器和能量探测器的相对位置不变。
[0056] 如图2所示,除X射线发生器、X射线探测器、运动控制装置外,本发明实施例提供的医学成像设备还包括PLC控制器(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)、图像工作站(图像工作站中设有上位机处理器)和HMI(Human–Machine Interaction,人机交互)人机交互。PLC控制器通过信号线与X射线发生器、X射线探测器连接,PLC控制器还通过Ethercat(以太网控制自动化技术)通讯与旋转运动装置连接,负责控制X射线发生器、X射线探测器和运动控制装置之间的同步信号控制,实现对运动控制装置的同步控制和位置角度的实时读取,PLC控制器通过千兆网线连接上位机处理器,两者之间进行数据传输,用于接收上位机处理器的指令。X射线探测器通过千兆网线连接上位机处理器,将采集的图像通过网线传送到上位机处理器进行处理和分析。HMI人机交互通过信号线与PLC控制器连接,用于设备初始化、设备参数初始值的设置等,并将指令传输给PLC控制器。
[0057] 如图3所示,上位机处理器发送曝光使能信号至PLC控制器,以使PLC控制器发射信号,控制X射线发生器31和X射线探测器32围绕目标对象33作圆周旋转运动,X射线发生器31和X射线探测器32设置于旋转运动装置上,实时监测旋转运动装置驱动器编码器位置,从而获得旋转运动装置所处的角度,PLC控制器通过逻辑运算,当旋转运动装置自上一次曝光后旋转了第一预设角度时,比如每间隔0.5°,PLC控制器输出高电平触发信号给X射线发生器31和X射线探测器32,控制X射线发生器31以当前曝光参数发射X射线34进行曝光,X射线探测器32基于本次曝光采集目标对象33的图像数据,并将图像数据发送至上位机进行图像分析处理,实现对两者曝光的同步控制。
[0058] S12、获取图像数据的分析结果。
[0059] 其中,分析结果包括图像质量。
[0060] 完成一次曝光和数据采集后,将能量探测器采集的图像数据发送至上位机,上位机对图像数据进行图像分析处理,如图4所示,成像组件对目标对象进行曝光,当电压过低时,针对高密度、高厚度区域的成像,可能因射线能量过低、穿透性不足导致欠曝光,从而导致信息缺失;而电压过高时,针对低密度、低厚度区域的成像,可能因射线能量过高,穿透性过强导致过曝光,从而导致信息缺失,上位机根据分析结果中的图像质量判断是否需要调整曝光参数,并将分析结果发送至PLC控制器。
[0061] S13、若图像质量满足预先设置的图像质量要求,保持当前曝光参数不变,并将当前曝光参数继续用于下一次曝光。
[0062] 若图像质量满足预先设置的图像质量要求,则说明没有过曝光或者欠曝光的情况,根据当前曝光参数可以得到准确的图像,则X射线发生器等待下一次曝光触发信号,将当前曝光参数继续用于下一次曝光。
[0063] S14、若图像质量不满足预先设置的图像质量要求,则基于图像数据的分析结果,更新成像组件的曝光参数,以用于下一次曝光。
[0064] PLC控制器接收上位机发送的分析结果,若图像质量不满足预先设置的图像质量要求,例如射线能量过高,导致过曝光信息缺失,则基于图像数据的分析结果,更新成像组件的曝光参数,并发送至X射线发生器,以用于下一次曝光。
[0065] 在一个实施例中,基于图像数据的分析结果,更新成像组件的曝光参数,包括:
[0066] 基于图像数据的灰度分布范围,更新成像组件的曝光参数。
[0067] 上位机接收接收当前投影角度的图像数据也即二维X射线影像,统计该图像数据的灰度分布范围,根据灰度分布范围判断是否需要更新曝光参数,若需要更新曝光参数,则指示PLC控制器更新成像组件的曝光参数,将调整后的曝光参数重新下发给X射线发生器,等待下一次曝光触发信号,以用于下一次曝光,例如当过曝光情况较严重,下降管电压档位,有效避免因管电压不适配导致的信息缺失问题。
[0068] 在一个实施例中,基于图像数据的灰度分布范围,更新成像组件的曝光参数,包括:
[0069] 基于灰度分布范围内的第一灰度区间或第二灰度区间的像素数量,更新成像组件的曝光参数;第一灰度区间为图像数据的灰度值的第一灰度值至第二灰度值的区间,第二灰度区间为图像数据的灰度值的第三灰度值至第四灰度值的区间;第二灰度值小于第三灰度值。
[0070] 其中,第一灰度值至第四灰度值根据实际情况自行设置。
[0071] 灰度分布范围体现在灰度直方图上,主要关注灰度分布范围在全范围(0–65535)的第一灰度区间或第二灰度区间的像素数量,第一灰度区间可以为全范围左10%的区间,也即灰度值为0–6554的区间,此时第一灰度值为0,第二灰度值为6554,第一灰度值也可以不为0,可以为趋近于灰度直方图原点的值,例如为512;第二灰度区间可以为全范围右10%的区间,也即灰度值为58982–65535的区间,此时第三灰度值为58982,第四灰度值为65535,16
第四灰度值也可以不为65535,可以为趋近于2 的值,例如为64000。
[0072] 在一个实施例中,基于图像数据的灰度分布范围,更新成像组件的曝光参数,包括:
[0073] 当第一灰度区间的像素数量大于第一像素数量时,增大成像组件的曝光电压;
[0074] 当第二灰度区间的像素数量大于第二像素数量时,减小成像组件的曝光电压。
[0075] 其中,第一像素数量和第二像素数量根据实际情况自行设置。
[0076] 以第一灰度区间为灰度值0–6554的区间,第二灰度区间为灰度值58982–65535的区间为例,当第一灰度区间的像素数量大于第一像素数量,例如大于总像素数量的5%,即像素数量过多时,表示欠曝光情况较严重,可反馈上升管电压档位,当第二灰度区间的像素数量大于第二像素数量,例如大于总像素数量的5%,即像素过多时,表示过曝光情况较严重,可反馈下降管电压档位。
[0077] 在一个实施例中,增大成像组件的曝光电压包括:
[0078] 以第一预设步长增大成像组件的曝光电压,或以第一幅度增大成像组件的曝光电压;第一幅度与第一灰度区间的像素数量呈正相关。
[0079] 设定合理的管电压动态调整范围,例如60–100kV,与合理的最小调整跨度,例如10kV,即设定60kV,70kV,80kV,90kV,100kV的管电压档位,当第一灰度区间的像素数量大于第一像素数量时,增大成像组件的曝光电压,也即向上调整一次档位,例如从60kV调整到
70kV。或以第一幅度增大成像组件的曝光电压,第一幅度与第一灰度区间的像素数量呈正相关,例如当第一灰度区间的像素数量大于总像素数量的6%时,从60kV调整到75kV。
[0080] 减小成像组件的曝光电压包括:
[0081] 以第二预设步长减小成像组件的曝光电压,或以第二幅度减小成像组件的曝光电压;第二幅度与第二灰度区间的像素数量呈正相关。
[0082] 第一预设步长和第二预设步长根据实际情况自行设置,第一预设步长和第二预设步长可以数值相等,例如均为10kV,也可以数值不一致,例如第一预设步长为10kV,第二预设步长为5kV。
[0083] 设定合理的管电压动态调整范围,例如60kV–100kV,与合理的最小调整跨度,例如10kV,即设定60kV,70kV,80kV,90kV,100kV的管电压档位,当第二灰度区间的像素数量大于第二像素数量时,减小成像组件的曝光电压,也即向下调整一次档位,例如从70kV调整到
60kV。或以第二幅度减小成像组件的曝光电压,第二幅度与第二灰度区间的像素数量呈正相关,例如当第二灰度区间的像素数量大于总像素数量的6%时,从75kV调整到60kV,动态调整电压,可有效避免因管电压不适配导致的信息缺失问题。
[0084] 在一个实施例中,基于图像数据的分析结果,更新成像组件的曝光参数之后,还包括:
[0085] 当成像组件的总旋转角度为第二预设角度时,控制成像组件停止旋转;
[0086] 或者,
[0087] 当成像组件的曝光次数达到预设次数时,控制成像组件停止旋转。
[0088] 其中,第二预设角度根据实际情况自行设置,例如为100°。
[0089] 实现目标对象的X射线三维成像需要获取多张二维图像,也即需要旋转多次获取多张图像数据,当成像组件的总旋转角度为第二预设角度时,或当成像组件的曝光次数达到预设次数时,表示已实现目标对象的X射线图像数据的采集,此时释放使能信号,成像组件停止运动并停止X射线输出,至此完成目标对象的成像曝光。
[0090] 本发明实施例提供的医学成像设备自动曝光的控制方法采用PLC控制器实现了X射线机发生器、探测器和旋转运动装置的同步控制,运用简单方便,且实现了X射线机在三维曝光过程中,自动调整曝光参数的控制,实时调整曝光剂量,从而提高图像对比度和准确性,有效保证投影信息的完整性与影像重建的准确性,避免因曝光参数不适配导致的欠曝光或过曝光问题。
[0091] 下面结合图5,对医学成像设备自动曝光的控制方法作进一步说明:
[0092] 医学成像设备上电完成设备初始化,HMI人机交互模块设置脉冲曝光模式,并设置曝光初始化参数:例如50kV、10mA、20ms;在HMI人机交互界面通过控制按键调整X射线机的旋转运动装置移动到指定初始位置,等待上位机发送曝光指令,其中曝光指令的发送可以通过脚踏开关或手闸开关等方式,将三维曝光使能信号发送给PLC控制器,且在曝光全程保持使能状态。判断是否触发三维曝光使能信号,当PLC控制器接收到三维曝光使能信号后,X射线机的成像组件开始运动,也即旋转运动装置带动X射线发生器和X射线探测器一起围绕目标对象进行旋转运动,PLC控制器将曝光参数kV、mA、ms下发至X射线发生器,同步控制曝光,同时PLC控制器启动旋转运动装置的位置检测,监测运行角度,PLC控制器通过实时监测旋转运动装置驱动器编码器位置,获得运动装置所处角度,通过逻辑运算,每当运动装置旋转第一预设角度也即0.5°时,PLC控制器输出高电平触发信号给X射线发生器和X射线探测器,以由X射线发生器发射X射线,X射线探测器接收X射线并采集图像数据上传至上位机处理器(图像工作站),判断旋转运动装置是否到达第二预设角度,当未到达第二预设角度时,完成一次曝光和数据读取后,上位机处理器将对图像数据进行处理,判断图像质量是否满足预先设置的图像质量要求,并快速判断是否需要调整曝光参数,若图像质量不满足预先设置的图像质量要求,例如当灰度分布范围在全范围左10%区间(灰度值为0–6554)的像素数目过多时,表示欠曝光情况较严重,反馈上升管电压档位至60kV,当灰度分布范围在全范围右10%区间(灰读值为58982–65535)的像素数目过多时,表示过曝光情况较严重,反馈下降管电压档位,PLC控制器接收上位机处理器反馈的信号,并将调整后的曝光参数下发给X射线发生器,等待下一次曝光触发信号;若图像质量满足预先设置的图像质量要求,则保持当前曝光参数不变,则X射线发生器等待下一次曝光触发信号,将当前曝光参数继续用于下一次曝光。当成像组件的总旋转角度为第二预设角度时,或当成像组件的曝光次数达到预设次数时,表示已实现目标对象的X射线图像数据的采集,此时释放三维曝光使能信号,成像组件停止运动并停止X射线输出,至此完成目标对象的成像曝光。
[0093] 本发明实施例还提供一种医学成像设备自动曝光的控制系统,如图6所示,控制系统包括:
[0094] 曝光模块61,用于在控制所述成像组件围绕目标对象旋转运动的过程中,每当所述成像组件自上一次曝光后所旋转的角度为第一预设角度时,控制所述成像组件以当前曝光参数进行曝光,并基于所述曝光采集所述目标对象的图像数据;
[0095] 获取模块62,用于获取所述图像数据的分析结果,所述分析结果包括图像质量;
[0096] 控制模块63,用于若所述图像质量满足预先设置的图像质量要求,保持所述当前曝光参数不变,并将所述当前曝光参数继续用于下一次曝光;若所述图像质量不满足预先设置的图像质量要求,则基于所述图像数据的分析结果,更新所述成像组件的曝光参数,以用于下一次曝光。
[0097] 在一个实施例中,成像组件包括能量发生器、能量探测器;控制系统还包括:
[0098] 控制模块,用于控制所述能量发生器和所述能量探测器围绕所述目标对象同步旋转运动。在一个实施例中,更新模块还用于:
[0099] 基于所述图像数据的灰度分布范围,更新所述成像组件的曝光参数。
[0100] 在一个实施例中,更新模块还用于:
[0101] 基于所述灰度分布范围内的第一灰度区间或第二灰度区间的像素数量,更新所述成像组件的曝光参数;所述第一灰度区间为所述图像数据的灰度值的第一灰度值至第二灰度值的区间,所述第二灰度区间为所述图像数据的灰度值的第三灰度值至第四灰度值的区间;所述第二灰度值小于所述第三灰度值。
[0102] 在一个实施例中,更新模块还用于:
[0103] 当所述第一灰度区间的像素数量大于第一像素数量时,增大所述成像组件的曝光电压;
[0104] 当所述第二灰度区间的像素数量大于第二像素数量时,减小所述成像组件的曝光电压。
[0105] 在一个实施例中,更新模块还用于:
[0106] 以第一预设步长增大所述成像组件的曝光电压,或以第一幅度增大所述成像组件的曝光电压;所述第一幅度与所述第一灰度区间的像素数量呈正相关;
[0107] 所述减小所述成像组件的曝光电压包括:
[0108] 以第二预设步长减小所述成像组件的曝光电压,或以第二幅度减小所述成像组件的曝光电压;所述第二幅度与所述第二灰度区间的像素数量呈正相关。
[0109] 在一个实施例中,更新模块还用于:
[0110] 当所述成像组件的总旋转角度为第二预设角度时,控制所述成像组件停止旋转;
[0111] 或者,
[0112] 当所述成像组件的曝光次数达到预设次数时,控制所述成像组件停止旋转。
[0113] 对于系统实施例而言,由于其基本对应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
[0114] 本发明实施例还提供一种电子设备如图7所示,包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例所述的方法。图7显示的电子设备70仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图7所示,电子设备70可以以通用计算设备的形式表现,例如其可以为服务器设备。电子设备70的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理器71、上述至少一个存储器72、连接不同系统组件(包括存储器72和处理器71)的总线73。
[0115] 总线73包括数据总线地址总线和控制总线。
[0116] 存储器72可以包括易失性存储器,例如随机存取存储器(RAM)721和/或高速缓存存储器722,还可以进一步包括只读存储器(ROM)723。
[0117] 存储器72还可以包括具有一组(至少一个)程序模块724的程序工具725(或实用工具),这样的程序模块724包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
[0118] 处理器71通过运行存储在存储器72中的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如上述任一实施例所述的方法。
[0119] 电子设备70也可以与一个或多个外部设备74通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口75进行。并且,电子设备70还可以通过网络适配器76与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图7所示,网络适配器76通过总线73与电子设备70的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备70使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0120] 本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,程序被处理器执行时实现上述任一实施例所提供的方法。
[0121] 其中,可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于:便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
[0122] 在可能的实施方式中,本发明实施例还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当程序产品在终端设备上运行时,程序代码用于使终端设备执行实现上述任一实施例的方法。
[0123] 其中,可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码,程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
[0124] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
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