CN102809869A - X线曝光控制方法与设备、以及x线曝光系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种X线曝光系统、以及一种用于该X线曝光系统的X线曝光控制设备及X线曝光控制方法。该X线曝光控制方法包括：在给定管电压和给定管电流条件下，对被拍摄对象进行第一时间的预曝光；获得通过预曝光产生的预曝光图像；以及根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数，所述曝光参数包括曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间，所述曝光管电流与曝光时间的乘积为曝光剂量，其中，所述曝光管电压等于或不等于所述给定管电压，所述曝光管电流等于或不等于所述给定管电流。该X线曝光系统可以在无需利用电离室的情况下自动地控制X线曝光的曝光参数，以便在尽可能少的X线曝光剂量下获得满意的X线曝光图像。

Description

X线曝光控制方法与设备、以及X线曝光系统

技术领域

本发明涉及X线曝光领域，并具体地涉及一种X线曝光系统、以及一种用于该X线曝光系统的自动控制X线曝光的X线曝光控制设备及X线曝光控制方法。

背景技术

在现有的X线曝光系统中，无论是模拟(胶片)的还是数字的X线曝光系统，都可以使用手动的或者自动的X线曝光剂量控制。手动的X线曝光控制典型地基于已知的X线曝光参数经验表格，操作员凭借经验依据该经验表格来对于不同的拍摄对象、不同的拍摄部位、或者不同的拍摄器官等获得X线曝光的管电压以及曝光剂量，但其很难使X线曝光图像达到期望的曝光量。这些现有的X线曝光技术和曝光控制实现都是非常主观的并且不能严格按照每个病人和/或感兴趣的特定器官或疾病来个性化X线曝光控制。

为此，为了克服手动X线曝光控制方式的上述局限性，目前广泛采用自动X线曝光控制(例如，图1中的数字自动X线曝光系统)，其在胶片盒或数字平板检测器之前使用电离室(ion chamber)，通过利用电离室感测透过被拍摄对象(例如，人体)的X线的射线量来控制曝光时间，从而使得能够使X线曝光图像达到期望的曝光量。电离室将所感测的X线射线量转化为电流信号，然后由平板探测器检测该电流信号并对其进行成像。然而，在实际中，电离室往往不能将所感测的X线射线量完全转化为输出电流信号，也就是说，电离室存在电离室收集效率，因此，在电离室中产生了对于实际的被拍摄对象图像无用的信号，因此造成了对于被拍摄对象的X线曝光剂量的浪费。

因此，存在对于一种在无需电离室的情况下能够自动控制X线曝光的X线曝光控制方法及X线曝光控制设备的需要。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明旨在提供一种能够自动控制X线曝光的X线曝光控制方法及X线曝光控制设备，其通过对被拍摄对象进行第一时间的预曝光并分析预曝光的成像图像，来计算对被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数。

根据本发明的一方面，提供了一种X线曝光控制方法，其包括：在给定管电压和给定管电流条件下，对被拍摄对象进行第一时间的预曝光；获得通过预曝光产生的预曝光图像；以及根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数，所述曝光参数包括曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间，所述曝光管电流与曝光时间的乘积为曝光剂量，其中，所述曝光管电压等于或不等于所述给定管电压，以及所述曝光管电流等于或不等于所述给定管电流。

在根据本发明的X线曝光控制方法的一实施例中，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数包括：对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值；利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值，以便获得一倍量系数；以及将所述第一时间与所述给定管电流的乘积乘以所述倍量系数，以便获得所述曝光剂量。

在根据本发明的X线曝光控制设备的另一实施例中，所述曝光管电流等于所述给定管电流，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数包括：对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值；利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值，以便获得一倍量系数；以及将所述第一时间乘以所述倍量系数以便获得所述曝光时间。

替代地，在根据本发明的X线曝光控制方法的又一实施例中，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、和/或根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量；以及/或者根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、和/或根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。

在根据本发明的X线曝光控制方法的一实施例中，在所述第一时间之后停止曝光，并且在计算出所述曝光时间之后，利用所述曝光管电压和所述曝光管电流对被拍摄对象进行所述曝光时间的曝光。

替代地，在根据本发明的X线曝光控制方法的另一实施例中，在所述第一时间之后利用所述给定管电压和给定管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光；在计算出所述曝光时间之后，将从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量与所述曝光剂量进行比较；以及在所述总曝光剂量小于所述曝光剂量的情况下，利用所述曝光管电压和所述曝光管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光剂量等于所述曝光剂量。

替代地，在根据本发明的X线曝光控制方法的又一实施例中，在所述第一时间之后利用所述给定管电压和给定管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光；在计算出所述曝光参数之后，在曝光管电流等于所述给定管电流的情况下，将从预曝光开始的时刻起的总曝光时间与所述曝光时间进行比较；以及在所述总曝光剂量小于所述曝光剂量的情况下，利用所述曝光管电压和所述给定管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光时间等于所述曝光时间。

优选地，所述给定区域为被拍摄对象的不同身体部位或器官；所述给定管电压和给定管电流是从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的；以及所述第一时间小于从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的曝光时间的50％。

更优选地，所述第一时间是从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的曝光时间的1％-20％，再优选地，3％-10％。

根据本发明的另一方面，提供了一种X线曝光控制设备，其包括：预曝光参数确定装置，用于确定对被拍摄对象进行预曝光的预曝光参数，所述预曝光参数包括预曝光管电压、预曝光管电流、以及预曝光时间；预曝光图像接收装置，用于从X线探测器接收通过预曝光产生的预曝光图像；曝光参数确定装置，用于根据所述预曝光图像来计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数，所述曝光参数包括曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间，所述曝光管电流和曝光时间的乘积为曝光剂量，其中所述曝光管电压等于或不等于所述预曝光管电压，以及所述曝光管电流等于或不等于所述预曝光管电流；以及曝光指示装置，用于按照曝光参数对X线光源的曝光作出指示。

在根据本发明的X线曝光控制设备的一实施例中，所述曝光参数确定装置包括：平均灰度值计算部件，用于对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值；倍量系数计算部件，用于利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数；以及曝光剂量计算部件，用于将所述预曝光时间与所述预曝光管电流的乘积乘以所述倍量系数以便获得所述曝光剂量。

在根据本发明的X线曝光控制设备的另一实施例中，所述曝光参数确定装置包括：平均灰度值计算部件，用于对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值；倍量系数计算部件，用于利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数；以及曝光时间计算部件，用于将所述预曝光时间乘以所述倍量系数以便获得所述曝光时间。

替代地，在根据本发明的X线曝光控制设备的又一实施例中，所述曝光参数确定装置包括：曝光剂量计算部件，用于根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量；以及曝光管电压计算部件，用于根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。

根据本发明的X线曝光控制设备进一步包括：曝光模式指定装置，用于指定在所述预曝光时间之后是否停止曝光。

在根据本发明的X线曝光控制设备的一实施例中，在所述预曝光时间之后停止曝光，在所述曝光参数确定装置计算出所述曝光参数之后，所述曝光指示装置指示X线光源依据所述曝光管电压和所述曝光管电流对被拍摄对象进行所述曝光时间的曝光。

在根据本发明的X线曝光控制设备的一实施例中，所述曝光指示装置包括：曝光剂量比较装置，用于将从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量与所述曝光剂量进行比较。

在该实施例中，在所述预曝光时间之后利用所述预曝光管电压和预曝光管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光，在所述曝光参数确定装置计算出所述曝光参数之后，所述曝光剂量比较装置将从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量与所述曝光剂量进行比较。在所述总曝光剂量小于所述曝光剂量的情况下，所述曝光指示装置指示利用所述曝光管电压和所述曝光管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光剂量等于所述曝光剂量。

在根据本发明的X线曝光控制设备的另一实施例中，所述曝光指示装置包括：曝光时间比较装置，用于将从预曝光开始的时刻起的总曝光时间与所述曝光时间进行比较。

在该另一实施例中，在所述预曝光时间之后利用所述预曝光管电压和预曝光管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光，在所述曝光参数确定装置计算出所述曝光参数之后，在曝光管电流等于所述预曝光管电流的情况下，所述曝光时间比较装置将从预曝光开始的时刻起的总曝光时间与所述曝光时间进行比较。在所述总曝光时间小于所述曝光时间的情况下，所述曝光指示装置指示利用所述曝光管电压和所述预曝光管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光时间等于所述曝光时间。

优选地，所述给定区域为被拍摄对象的不同身体部位或器官；所述预曝光管电压和预曝光管电流是从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的；以及所述预曝光时间小于从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的曝光时间的50％。

更优选地，所述预定义时间是从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的曝光时间的1％-20％，再优选地，3％-10％。

根据本发明的又一方面，提供了一种X线曝光系统，其在无需电离室的情况下自动控制X线曝光，该X线曝光系统包括：X线光源；X线探测器；以及如上所述的X线曝光控制设备。

附图说明

通过结合附图对本发明的实施例进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特征、优点将会变得更加清楚，其中：

图1图示了现有的数字自动X线曝光系统的示意性结构图。

图2图示了根据本发明的X线曝光系统的示意性结构图。

图3图示了根据本发明的X线曝光控制方法的示意性流程图。

图4图示了根据本发明的图3中的曝光参数计算的示意性流程图。

图5图示了根据本发明第一至第三实施例的X线曝光控制的流程图。

图6图示了根据本发明第四至第五实施例的X线曝光控制的流程图。

图7图示了根据本发明第六实施例的X线曝光控制的流程图。

图8A图示了根据本发明的X线曝光控制设备的示意性框图。

图8B图示了根据本发明的图8A中的曝光参数确定装置的示意性框图

具体实施方式

下面将参照附图来描述根据本发明实施例的X线曝光控制方法以及X线曝光控制设备。

在图1中图示了现有技术的数字自动X线曝光系统。如在背景技术部分中指出的，在现有技术的数字自动X线曝光系统中，利用电离室感测透过被拍摄对象的X线的射线量来控制曝光时间，从而使得能够使X线曝光图像达到期望的曝光量。然而，由于电离室的存在，也造成对于被拍摄对象的X线曝光剂量的浪费。本发明旨在解决这一问题。

在图2中图示了根据本发明的X线曝光系统的示意性结构图。与图1相比，图2中省略了电离室，根据本发明的X线曝光系统在省略了电离室的情况下自动控制X线曝光剂量，充分地利用X线的曝光剂量来获得期望的曝光图像。

首先，将参考图3来说明根据本发明的X线曝光控制方法300的示意性流程图。

在步骤S305，根据本发明的X线曝光控制方法开始操作。

在步骤S310，对被拍摄对象进行预曝光。

作为示例，参考X线曝光参数经验表格，对于不同的被拍摄对象、不同的拍摄部位、不同的拍摄器官或者不同的疾病，选择适当的曝光参数，即：曝光管电压、曝光管电流、以及曝光时间。作为另一示例，在存在经验公式的情况下，根据被拍摄对象的体型胖瘦、不同的拍摄器官等，计算适当的曝光参数。替代地，医生或X线曝光系统的操作员可以利用其经验对不同的拍摄对象、不同的拍摄器官等指定适当的曝光参数。

可以根据如上所述的适当的曝光参数来确定用于进行预曝光的预曝光管电压、预曝光管电流、以及预曝光时间。具体地，采用所述曝光管电压作为预曝光管电压，采用所述曝光管电流作为预曝光管电流，而将所述曝光时间乘以一比例系数来计算所述预曝光时间，所述比例系数例如小于50％，优选地为1％-20％，更优选地为3％-10％。

替代地，可以由医生或X线曝光系统的操作员利用其经验对不同的拍摄对象、不同的拍摄器官或者不同的疾病等直接指定适当的预曝光参数，即：预曝光管电压、预曝光管电流、以及预曝光时间。

然后，在步骤S320，获得通过预曝光产生的预曝光图像。

在步骤S330，根据所获得的预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数。

对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数包括曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间。可以不改变预曝光管电压以及预曝光管电流，而仅仅计算曝光时间；可以不改变预曝光管电流，而改变曝光管电压和曝光时间；或者可以同时改变曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间。应理解，本发明不限于上述组合方式，而是可以采用其它组合方式。

在步骤S340，利用所计算的曝光参数对所述被拍摄对象进行曝光。

在步骤S399，根据本发明的X线曝光控制方法结束。

接下来，将参考图4来说明根据本发明的X线曝光控制方法中计算对被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数的示例方法。

在图3的步骤S320之后，获得了预曝光图像。

该预曝光图像是灰度图像。通常，可以利用8比特到12比特(即，0～255、或者0～4095)来表示每个像素点的灰度值，相应地，每个像素点的灰度值分别具有256级或4096级。像素点的灰度值反映该像素点处透过被拍摄对象的X线的射线量，即，X线强度。

在步骤S3310，在所获得的预曝光图像中选定一给定区域。该给定区域可以是被拍摄对象(例如，人体)的具体部位或器官。根据感兴趣的被拍摄对象的身体部位或器官或者用于诊断的被拍摄对象的身体部位或器官来确定该给定区域。

在步骤S3320，在所选定的给定区域中，将各像素的灰度值求平均，从而获得该给定区域的平均灰度值。

在步骤S3330，利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值，以便获得一倍量系数。所需的曝光图像灰度值通常表示能够用于诊断或用于清楚显示出该给定区域中组织结构状况的图像灰度值。

在步骤S3340，将预曝光时间与预曝光管电流的乘积乘以所述倍量系数，以便获得对被拍摄对象进行曝光所需的曝光剂量。

曝光剂量为所需曝光管电流和所需曝光时间的乘积。在实践中，往往不调节曝光管电流，在此情况下，替代地，在步骤S3340，将所述预曝光时间乘以所述倍量系数来获得所需的曝光时间。

然而，也可以通过同时调节曝光时间和曝光管电流两者来调节曝光剂量。在此情况下，在计算了曝光剂量之后，可以根据所述给定区域的具体特征来适当调节曝光管电流和曝光时间。例如，在实践中，在对心脏进行X线曝光的情况下，往往不希望被拍摄对象长时间暴露在X线下，也就是说，希望曝光时间尽量短，因此在X线曝光中往往采用较大的曝光管电流以及较短的曝光时间。

另一方面，与图4所示的参数计算方法不同，可以根据预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、和/或根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量，并且可以根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、和/或根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。

作为示例，根据预曝光图像中被拍摄对象的成像大小，可以判别被拍摄对象的身体大小。对于身体体格越小的被拍摄对象，采用越小的X线曝光管电压，也可以相应地采用越小的X线曝光剂量。

此外，根据预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值，可以判别被拍摄对象的身体胖瘦(即，身体组织厚度)。对于身体越胖的被拍摄对象(即，灰度值越低)，采用越高的X线曝光管电压，也可以相应地采用越高的X线曝光剂量。

在下表1中，给出了根据预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、和/或根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量和所需的曝光管电压的示例表格。本领域技术人员可以根据本发明的教导容易地给出类似的其它表格。

表1

此外，可以将图4所示的曝光参数计算方法与表1相结合地确定曝光参数。例如，可以根据表1来确定曝光管电压，而根据图4所示的曝光参数计算方法来确定曝光剂量(即，曝光管电流与曝光时间)。

将结合图5-图7来给出根据本发明的X线曝光控制方法的六个示例实施例。在图5中图示了根据本发明的X线曝光控制方法的第一到第三实施例。

在图6中图示了根据本发明的X线曝光控制方法的第四到第五实施例。在图7中图示了根据本发明的X线曝光控制方法的第六实施例。

第一实施例

在步骤S505，根据本发明第一实施例的X线曝光控制方法开始操作。

在步骤S510，对被拍摄对象进行预曝光，如上所述地选择预曝光时的预曝光管电压、预曝光管电流以及预曝光时间。

在步骤S515，在预曝光完成之后，停止X线曝光。

然后，在步骤S520，如上所述地获得预曝光产生的预曝光图像。

在步骤S530，根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间，而保持预曝光管电压和预曝光管电流不变。具体地，在所获得的预曝光图像中选定一给定区域，将在所选定的给定区域中各像素的灰度值求平均以便获得该给定区域的平均灰度值，利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数，将预曝光时间乘以所述倍量系数以便获得对被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间。

接下来，在步骤S540，利用等于所述预曝光管电压的曝光管电压、等于预曝光管电流的曝光管电流以及曝光时间对被拍摄对象重新进行曝光。

在步骤S599，根据本发明第一实施例的X线曝光控制方法结束。

第二实施例

与第一实施例类似，在步骤S515，在预曝光完成之后停止X线曝光，并且在步骤S520，获得预曝光产生的预曝光图像。

在步骤S530，根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间和曝光管电压，而保持预曝光管电流不变。具体地，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、或者根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。此外，如在第一实施例中所述地计算对被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间。

接下来，在步骤S540，利用所述曝光管电压、等于所述预曝光管电流的曝光管电流以及曝光时间对被拍摄对象重新进行曝光。

第三实施例

与第一、第二实施例类似，在步骤S515，在预曝光完成之后停止X线曝光，并且在步骤S520，获得预曝光产生的预曝光图像。

在步骤S530，根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间、曝光管电流以及曝光管电压。具体地，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、或者根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。此外，对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值，利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数，以及将所述预曝光时间与所述预曝光管电流的乘积乘以所述倍量系数以便获得所述曝光剂量。然后，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、对其进行X线曝光的身体部位或器官、或者待诊断的疾病等来确定所需的曝光管电流以及曝光时间。

接下来，在步骤S540，利用所述曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间对被拍摄对象重新进行曝光。

第四实施例

在步骤S605，根据本发明第四实施例的X线曝光控制方法开始操作。

在步骤S610，对被拍摄对象进行预曝光，如上所述地选择预曝光时的预曝光管电压、预曝光管电流以及预曝光时间。

在步骤S615，在预曝光完成之后，不停止X线曝光，而继续利用所述预曝光管电压和预曝光管电流进行X线曝光。

然后，在步骤S620，如上所述地获得预曝光产生的预曝光图像。

在步骤S630，根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间，而保持预曝光管电压和预曝光管电流不变。具体地，在所获得的预曝光图像中选定一给定区域，将在所选定的给定区域中各像素的灰度值求平均以便获得该给定区域的平均灰度值，利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数，将预曝光时间乘以所述倍量系数以便获得对被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间。

接下来，在步骤S6410，确定从预曝光开始的时刻起的总曝光时间是否大于等于所述曝光时间。在所述总曝光时间小于所述曝光时间时，该方法进行到步骤S6420，利用等于所述预曝光管电压的曝光管电压和等于所述预曝光管电流的曝光管电流来对被拍摄对象进行曝光。

在步骤S699，停止曝光，根据本发明第四实施例的X线曝光控制方法结束。

第五实施例

与第四实施例类似，在步骤S615，在预曝光完成之后，不停止X线曝光，而继续利用所述预曝光管电压和预曝光管电流进行X线曝光。然后，在步骤S620，如上所述地获得预曝光产生的预曝光图像。

在步骤S630，根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间和曝光管电压，而保持预曝光管电流不变。具体地，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、或者根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。此外，如在第四实施例中所述地计算对被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间。

接下来，在步骤S6410，确定从预曝光开始的时刻起的总曝光时间是否大于等于所述曝光时间。在所述总曝光时间小于所述曝光时间时，该方法进行到步骤S6420，利用所述曝光管电压和等于所述预曝光管电流的曝光管电流来对被拍摄对象进行曝光。

在步骤S699，停止曝光。

第六实施例

在步骤S705，根据本发明第六实施例的X线曝光控制方法开始操作。

步骤S710、S715、S720的操作与图6中的S610、S615、S620的操作类似，在此不再进行赘述。

在步骤S730，根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光时间、曝光管电流以及曝光管电压。具体地，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、或者根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。此外，对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值，利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数，以及将所述预曝光时间与所述预曝光管电流的乘积乘以所述倍量系数以便确定所述曝光剂量。然后，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、对其进行X线曝光的身体部位或器官、或者待诊断的疾病等来确定所需的曝光管电流。

接下来，在步骤S7410，确定从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量是否大于等于所确定的曝光剂量。在所述总曝光剂量小于所确定的曝光剂量时，该方法前进到步骤S7420，利用所确定的曝光管电压以及曝光管电流对被拍摄对象进行曝光。

作为示例，可以实时地计算从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量，并将该总曝光剂量与所确定的曝光剂量进行比较，直到两者相等时停止曝光。

替代地，作为另一示例，可以计算从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量，从所确定的曝光剂量中减去该总曝光剂量，并且将其结果作为剩余曝光剂量，将该剩余曝光剂量除以所确定的曝光管电流以确定剩余曝光时间，并且利用所确定的曝光管电压及曝光管电流将被拍摄对象曝光所述剩余曝光时间。

更进一步地，在确定了剩余曝光剂量之后，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、对其进行X线曝光的身体部位或器官、或者待诊断的疾病等来确定最终的曝光管电流和剩余曝光时间，并利用所确定的曝光管电压及最终曝光管电流将被拍摄对象曝光所述剩余曝光时间。

在步骤S799，停止曝光，根据本发明第六实施例的X线曝光控制方法结束。

在上面描述了根据本发明的X线曝光控制方法的几个示例实施例，在所述示例实施例中给出的特征可以彼此组合，以便得到不同的示例实施例。

将参考图8A和图8B来描述根据本发明的X线曝光控制设备。

在图8A中图示了根据本发明的X线曝光控制设备800的示意性框图。

如图8A所示，X线曝光控制设备800包括预曝光参数确定装置810、预曝光图像接收装置820、曝光参数确定装置830、曝光指示装置840、以及曝光模式指定装置850。

预曝光参数确定装置810确定对被拍摄对象进行预曝光的预曝光参数，所述预曝光参数包括预曝光管电压、预曝光管电流、以及预曝光时间。预曝光参数确定装置810可以参考X线曝光参数经验表格，对于不同的被拍摄对象、不同的拍摄部位、不同的拍摄器官或者不同的疾病，选择适当的预曝光参数。作为另一示例，在存在经验公式的情况下，预曝光参数确定装置810可以根据被拍摄对象的体型胖瘦、不同的拍摄器官等，计算适当的预曝光参数。替代地，医生或X线曝光系统的操作员可以利用其经验对不同的拍摄对象、不同的拍摄器官等指定适当的预曝光参数，并输入至预曝光参数确定装置810。

预曝光图像接收装置820从X线探测器接收通过预曝光产生的预曝光图像。

曝光参数确定装置830根据所述预曝光图像来计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数。如上面在第一到第六实施例中所述的，曝光参数确定装置可以不改变预曝光管电压以及预曝光管电流，而仅仅计算曝光时间；可以不改变预曝光管电流，而改变曝光管电压和曝光时间；或者可以同时改变曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间。应理解，本发明不限于上述组合方式，而是可以采用其它组合方式，并且本领域技术人员基于本发明的教导可以容易地想到其它组合方式下的参数计算方法。

曝光指示装置840按照曝光参数对X线光源的曝光作出指示。曝光模式指定装置850指定在预曝光之后是否停止曝光。

图8B示出了根据本发明的X线曝光控制设备800中的曝光参数确定装置830的示意性框图。

曝光参数确定装置830包括平均灰度值计算部件8310、倍量系数计算部件8320、曝光时间计算部件8330、曝光剂量计算部件8340、以及曝光管电压计算部件8350。

平均灰度值计算部件8310对所获得的预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值。倍量系数计算部件8320利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数。

在不改变预曝光管电流的情况下，曝光时间计算部件8330将所述预曝光时间乘以所述倍量系数以便获得所需的曝光时间。

替代地，无论曝光管电流是否改变，曝光剂量计算部件8340都将所述预曝光时间与预曝光管电流的乘积乘以所述倍量系数以便获得所需曝光剂量。替代地，曝光剂量计算部件8340可以根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量。然后，在改变预曝光管电流的情况下，曝光时间计算部件8330根据被拍摄对象的体型胖瘦、不同的拍摄器官等来计算所需的曝光管电流以及曝光时间。在不改变预曝光管电流的情况下，曝光时间计算部件8330将所述曝光剂量除以所述预曝光管电流以便获得所需的曝光时间

曝光管电压计算部件8350根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。

下面将结合图5-7以及图8A和8B来说明根据本发明的X线曝光控制设备的操作。

首先，预曝光参数确定装置810确定对被拍摄对象进行预曝光的预曝光参数，并将所述预曝光参数传递给曝光指示装置840，所述预曝光参数包括预曝光管电压、预曝光管电流、以及预曝光时间。

曝光指示装置840按照预曝光参数控制X线光源进行预曝光。

然后，在预曝光之后，曝光模式指定装置850指定在预曝光之后是否停止曝光。

在曝光模式指定装置850指定在预曝光之后停止曝光的情况下，预曝光图像接收装置820从X线探测器接收通过预曝光产生的预曝光图像，并将其传递给曝光参数确定装置830。曝光参数确定装置830如下所述地根据所接收的预曝光图像来计算对被拍摄对象进行理想曝光所需的曝光参数。

在改变预曝光管电压的情况下，曝光管电压计算部件8350根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。

此外，平均灰度值计算部件8310对所获得的预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值，倍量系数计算部件8320利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数。

1)在仅改变曝光时间而不改变预曝光管电流的情况下：

曝光时间计算部件8330将所述预曝光时间乘以所述倍量系数以便获得所需的曝光时间。

2)在改变预曝光管电流以及曝光时间的情况下：

曝光剂量计算部件8340将所述预曝光时间与预曝光管电流的乘积乘以所述倍量系数以便获得所需曝光剂量。然后，曝光时间计算部件8330根据被拍摄对象的体型胖瘦、不同的拍摄器官等来计算所需的曝光管电流以及曝光时间。

替代利用平均灰度值计算部件8310和倍量系数计算部件8320计算得到一倍量系数，可以由曝光剂量计算部件8340根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量。然后，在不改变预曝光管电流的情况下，曝光时间计算部件8330将所确定的曝光剂量除以所述预曝光管电流得到所需的曝光时间；在改变预曝光管电流的情况下，曝光时间计算部件8330根据被拍摄对象的体型胖瘦、不同的拍摄器官等来确定所需的曝光管电流以及曝光时间。

在确定了对被拍摄对象进行理想曝光所需的曝光参数之后，曝光指示装置840按照所确定的曝光参数指示X线光源重新进行曝光。

另一方面，在曝光模式指定装置850指定在预曝光之后利用所述预曝光管电压和预曝光管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光的情况下，预曝光图像接收装置820从X线探测器接收通过预曝光产生的预曝光图像，并将其传递给曝光参数确定装置830。曝光参数确定装置830如下所述地根据所接收的预曝光图像来计算对被拍摄对象进行理想曝光所需的曝光参数。

在改变预曝光管电压的情况下，曝光管电压计算部件8350根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。

此外，平均灰度值计算部件8310对所获得的预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值。倍量系数计算部件8320利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数。曝光剂量计算部件8340将所述预曝光时间与预曝光管电流的乘积乘以所述倍量系数以便确定所需的曝光剂量。

替代利用平均灰度值计算部件8310和倍量系数计算部件8320计算得到一倍量系数，可以由曝光剂量计算部件8340根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量。

曝光剂量比较装置8510确定从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量是否大于等于所述曝光剂量。在所述总曝光剂量大于等于所述曝光剂量时，曝光指示装置840指示X线光源停止曝光。

在所述总曝光剂量小于所述曝光剂量时，

1)在仅改变曝光时间而不改变预曝光管电流的情况下：

所述曝光指示装置840指示X线光源利用所述曝光管电压和预曝光管电流对被拍摄对象进行曝光，并在总曝光剂量等于所述曝光剂量时停止曝光。

2)在改变预曝光管电流以及曝光时间的情况下：

曝光时间计算部件8330根据被拍摄对象的体型胖瘦、不同的拍摄器官等来计算所需的曝光管电流以及曝光时间。所述曝光指示装置840指示利用所述曝光管电压和曝光管电流对被拍摄对象进行曝光，并在总曝光剂量等于所述曝光剂量时停止曝光。

替代地，曝光时间计算部件8330从所确定的所需曝光剂量中减去从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量，并将其结果作为剩余曝光剂量，然后将该剩余曝光剂量除以所确定的曝光管电流以得到剩余曝光时间，并且利用所确定的曝光管电压及曝光管电流将被拍摄对象曝光所述剩余曝光时间

进一步地，在确定了剩余曝光剂量之后，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、以及对其进行X线曝光的器官来确定最终的曝光管电流和剩余曝光时间，并利用曝光管电压及所确定的最终曝光管电流将被拍摄对象曝光所述剩余曝光时间、或者利用曝光管电压及所确定的最终曝光管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光剂量等于所述曝光剂量。

替代地，在仅改变曝光时间而不改变预曝光管电流的情况下，在利用平均灰度值计算部件8310和倍量系数计算部件8320计算得到一倍量系数之后，曝光时间计算部件8330将所述预曝光时间乘以所述倍量系数以便获得所需的曝光时间。然后，曝光时间比较装置8420确定从预曝光开始的时刻起的总曝光时间是否大于等于所述曝光时间，并且在从预曝光开始的时刻起的总曝光时间大于等于所述曝光时间时，曝光指示装置840指示X线光源停止曝光。在从预曝光开始的时刻起的总曝光时间小于所述曝光时间时，曝光指示装置840指示X线光源以所述曝光管电压以及所述预曝光管电流对被拍摄对象进行曝光，直至从预曝光开始的时刻起的总曝光时间等于所述曝光时间。

上面已经描述了根据本发明的X线曝光系统、X线曝光控制方法及X线曝光控制设备。根据本发明的X线曝光系统在无需利用电离室的情况下能够自动地控制X线曝光的曝光参数，从而能够充分地利用X线的射线量并且在尽可能少的X线曝光剂量下获得满意的X线曝光图像。

根据本发明的X线曝光控制方法及X线曝光控制设备可以根据通过X线预曝光所产生的预曝光图像计算出获得理想的X线曝光图像所需的曝光参数，从而能够在尽可能少的X线曝光剂量下获得满意的X线曝光图像。

应当理解，可以以硬件、软件、固件、专用处理器或它们的组合的各种形式来实现根据本发明的X线曝光控制方法及X线曝光控制设备。

还应当理解，优选地用软件来实现在附图中示出的一些组成系统组件和方法，因此这些系统组件或处理功能块之间的实际连接可以根据本发明被编程的方式而不同。给出这里的描述，相关领域的普通技术人员将能够想到本发明的这些和类似的实现或配置。

尽管在这里参照附图描述了本发明的一些实施例，但是应当理解，所述实施例仅是示例性的，而非限制性的。本领域技术人员应当理解，在不背离权利要求及其等价物中限定的本发明的范围和精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出各种形式和细节上的变化。

Claims (17)

1.一种X线曝光控制方法，包括：

在给定管电压和给定管电流条件下，对被拍摄对象进行第一时间的预曝光；

获得通过预曝光产生的预曝光图像；以及

根据所述预曝光图像，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数，所述曝光参数包括曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间，所述曝光管电流与曝光时间的乘积为曝光剂量，

其中，所述曝光管电压等于或不等于所述给定管电压，以及所述曝光管电流等于或不等于所述给定管电流。

2.如权利要求1所述的方法，其中，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数包括：

对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值；

利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值，以便获得一倍量系数；以及

将所述第一时间与所述给定管电流的乘积乘以所述倍量系数，以便获得所述曝光剂量。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在所述曝光管电流等于所述给定管电流的情况下，计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数包括：

对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值；

利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值，以便获得一倍量系数；以及

将所述第一时间乘以所述倍量系数以便获得所述曝光时间。

4.如权利要求1所述的方法，其中，根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、和/或根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量；以及/或者

根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小、和/或根据所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第一时间之后停止曝光，并且在计算出所述曝光参数之后，利用所述曝光管电压和所述曝光管电流对被拍摄对象进行所述曝光时间的曝光。

6.如权利要求1所述的方法，其中，

在所述第一时间之后利用所述给定管电压和给定管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光；

在计算出所述曝光参数之后，将从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量与所述曝光剂量进行比较；以及

在所述总曝光剂量小于所述曝光剂量的情况下，利用所述曝光管电压和所述曝光管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光剂量等于所述曝光剂量。

7.如权利要求1所述的方法，其中，

在所述第一时间之后利用所述给定管电压和给定管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光；

在计算出所述曝光参数之后，在曝光管电流等于所述给定管电流的情况下，将从预曝光开始的时刻起的总曝光时间与所述曝光时间进行比较；以及

在所述总曝光剂量小于所述曝光剂量的情况下，利用所述曝光管电压和所述给定管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光时间等于所述曝光时间。

8.如权利要求2-4之一所述的方法，其中，

所述给定区域为被拍摄对象的不同身体部位或器官；

所述给定管电压和给定管电流是从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的；以及

所述第一时间小于从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的曝光时间的50％。

9.一种X线曝光控制设备，包括：

预曝光参数确定装置，用于确定对被拍摄对象进行预曝光的预曝光参数，所述预曝光参数包括预曝光管电压、预曝光管电流、以及预曝光时间；

预曝光图像接收装置，用于从X线探测器接收通过预曝光产生的预曝光图像；

曝光参数确定装置，用于根据所述预曝光图像来计算对所述被拍摄对象进行曝光所需的曝光参数，所述曝光参数包括曝光管电压、曝光管电流以及曝光时间，所述曝光管电流和曝光时间的乘积为曝光剂量，其中所述曝光管电压等于或不等于所述预曝光管电压，以及所述曝光管电流等于或不等于所述预曝光管电流；以及

曝光指示装置，用于按照曝光参数对X线光源的曝光作出指示。

10.如权利要求9所述的设备，其中，所述曝光参数确定装置包括：

平均灰度值计算部件，用于对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值；

倍量系数计算部件，用于利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数；以及

曝光剂量计算部件，用于将所述预曝光时间与所述预曝光管电流的乘积乘以所述倍量系数以便获得所述曝光剂量。

11.如权利要求9所述的设备，其中，所述曝光参数确定装置包括：

平均灰度值计算部件，用于对所述预曝光图像的给定区域中各像素的灰度值求平均以获得所述给定区域的平均灰度值；

倍量系数计算部件，用于利用所需的曝光图像灰度值除以所述给定区域中的平均灰度值以便获得一倍量系数；以及

曝光时间计算部件，用于将所述预曝光时间乘以所述倍量系数以便获得所述曝光时间。

12.如权利要求9所述的设备，其中，所述曝光参数确定装置包括：

曝光剂量计算部件，用于根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光剂量；以及

曝光管电压计算部件，用于根据所述预曝光图像中被拍摄对象的成像大小和/或所述预曝光图像中的给定区域中各像素的灰度值来确定所需的曝光管电压。

13.如权利要求9所述的设备，进一步包括：

曝光模式指定装置，用于指定在所述预曝光时间之后是否停止曝光；

其中，在指定在所述预曝光时间之后停止曝光的情况下，在所述曝光参数确定装置计算出所述曝光参数之后，所述曝光指示装置指示X线光源依据所述曝光管电压和所述曝光管电流对被拍摄对象进行所述曝光时间的曝光。

14.如权利要求13所述的设备，所述曝光指示装置包括：

曝光剂量比较装置，用于将从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量与所述曝光剂量进行比较；

其中，在指定在所述预曝光时间之后利用所述预曝光管电压和预曝光管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光的情况下，在所述曝光参数确定装置计算出所述曝光参数之后，所述曝光剂量比较装置将从预曝光开始的时刻起的总曝光剂量与所述曝光剂量进行比较；以及

在所述总曝光剂量小于所述曝光剂量的情况下，所述曝光指示装置指示利用所述曝光管电压和所述曝光管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光剂量等于所述曝光剂量。

15.如权利要求13所述的设备，所述曝光指示装置包括：

曝光时间比较装置，用于将从预曝光开始的时刻起的总曝光时间与所述曝光时间进行比较；

其中，在指定在所述预曝光时间之后利用所述预曝光管电压和预曝光管电流继续对被拍摄对象连续地进行曝光而不停止曝光的情况下，在所述曝光参数确定装置计算出所述曝光参数之后，在曝光管电流等于所述预曝光管电流的情况下，所述曝光时间比较装置将从预曝光开始的时刻起的总曝光时间与所述曝光时间进行比较；以及

在所述总曝光时间小于所述曝光时间的情况下，所述曝光指示装置指示利用所述曝光管电压和所述预曝光管电流对被拍摄对象进行曝光直至总曝光时间等于所述曝光时间。

16.如权利要求10-12之一所述的设备，其中，

所述给定区域为被拍摄对象的不同身体部位或器官；

所述预曝光管电压和预曝光管电流是从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的；以及

所述预曝光时间小于从用于所述给定区域的X线曝光参数经验表格中获得的曝光时间的50％。

17.一种X线曝光系统，其在无需电离室的情况下自动控制X线曝光，该X线曝光系统包括：

X线光源；

X线探测器；以及

如权利要求9-16所述的X线曝光控制设备。

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